Отваря главното меню

Антена

Метално съоръжение за излъчване и приемане на радиовълни.
Емблема за пояснителна страница Тази статия е за радиотехническото устройство. За анатомичния орган вижте антена (анатомия).

Телевизионна кула с антени на „Копитото“-Витоша

Антената е радиотехническо устройство за преобразуване на електромагнитни вълни в електрически сигнал и обратно, което се използва за излъчване и приемане. Формата, размерите и конструкцията на антените са разнообразни и зависят от дължината на вълната на излъчваните и приеманите сигнали и от предназначението на антената. Най-общо антената може да е изпълнена като отрязък от метален проводник или комбинация от такива проводници, метални рупори, отразяващи метални огледала с различна форма, вълноводи с метални стени и коаксиални линии, в които са изрязани процепи и други.

Ако антената се постави в електромагнитно поле, то индуцира между контактите ѝ електродвижеща сила и в нея протича променлив ток. Тогава антената е пасивно устройство. Всяка пасивна антена може да работи в режими на предаване и приемане, в които има едни и същи характеристики и параметри. Ако към нея непосредствено е включено активно устройство, получава се активна антена, която е само предавателна или приемна и няма обратими свойства.

Съдържание

Характеристики на антенитеРедактиране

 
Антени в базови станции 136- 174 MHz.

Антената се характеризира с насочени, фазови и поляризационни свойства. В съответствие с това основните характеристики на антените са:

  • Характеристика на насоченост (ХН). Това е функция, която определя изменението на амплитудата на напрегнатостта на полето, създавано от антената, в равно отдалечени точки от излъчвателя във всички посоки, т.е. по повърхността на сфера с център излъчвателя. Тъй като на различно разстояние от излъчвателя (различен радиус на сферата) амплитудата на полето е различна, използва се нормирана ХН – всички стойности на измереното поле се разделят на максималната. Така стойностите на нормираната ХН не надвишават единица.

Графичното изображение на ХН се нарича диаграма на насоченост (ДН). В пространството тя представлява тримерно изображение. Двете взаимно перпендикулярни сечения на това пространствено тяло представляват ДН в хоризонтална и вертикална равнина. Тя може да се изобразява:

  1. в полярна координатна система: ъгъл, определящ посоката на наблюдение и радиус-вектор, определящ амплитудата на полето или мощността в тази посока;
  2. правоъгълна координатна система: – по абцисната ос – ъгълът, определящ посоката на наблюдение, а по ординатната (в линеен или логаритмичен мащаб) – амплитудата на полето или мощността в тази посока.
    Видове Диаграма– тороидална, игловидна, ветрилообразна (веерна), със специален профил (косекансна)
  • Фазова характеристика (съответно фазова диаграма)
  • Поляризационна характеристика (съответно поляризационна диаграма)Ко

Изчисляване на антенаРедактиране

 
Разпределение на полето в антената.

Антените се изчилсяват като кратност на дължината на вълната. Дължината на най-простата линейна антена може да бъде 1/2, 1/4 от пълната дължина на вълната. Сложните конструкции на антена се изчисляват чрез техни заместващи схеми на съответните импеданси, капацитет и индуктивност. Схемите са подобни на тези за ниските честоти.

По-големите антени работят на по- ниски честоти докато по- малките на по-високи.

Параметри на антенитеРедактиране

 
Анимация на излъчване на радиовълни от вертикален симетричен полувълнов вибратор, показваща линиите на електричното поле. Антената се захранва в средата от предавател с променлив ток, изобразено чрез смяна на полярността в двата края на дипола чрез знаците (+) положителна и (−) отрицателна.

Входно съпротивление (входен импеданс) Zвх = Rвх + jXвх

Коефициент на стояща вълна КСВ
(коефициент на бягаща вълна КБВ = 1/КСВ)

Съпротивление на излъчване Rи = Pи / I2

Съпротивление на загубите Rз = Pз / I2

Мощност на излъчване Pи = RиI2

Мощност на загубите Pз = RзI2

Пълна мощност Ра = Pи + Pи

Коефициент на полезно действие

Коефициент на насочено действие (насоченост) D

Ширина на ДН в хоризонтална и вертикална равнина

Коефициент на усилване G

Ниво на страничните листи в диаграмата на насоченост

Коефициент на разсейване

Действаща височина

Ефективна площ A

Коефициент на използване на отвора (апертурата) v

Ефективност g

Лента на пропускане (максимална и минимална работна честота, коефициент на покритие)

  • Шумова температура Та

Видове антениРедактиране

Антените се класифицират по различни признаци – принцип на действие, режим на работа, конструкция, материал, състав, насоченост, честотен обхват, поляризация, начин на захранване, вид монтаж. Според принципа на действие

  • Антени със стояща вълна на тока – вибраторни антени, многовибраторни синфазни антени, процепни антени
  • Антени с бягаща вълна на тока – директорни антени (Антени тип вълнови канал или Яги-антени), спирални антени, антени с повърхностни вълни (диелектрични антени и антени с периодична структура)
  • Апертурни антени – вълноводни излъчватели, рупорни антени, огледални антени, лещови антени.

Според режима на работаРедактиране

 
Анимация на приемане на радиовълни от хоризонтален симетричен полувълнов вибратор. Изобразената вълна показва изменението на напрегнатостта на електричното поле (E, зелен цвят). Антената е свързана с приемника, чието входно съпротивление е означено с R. Показано е изменението на тока по двете рамена на вибратора: полярността – със знаците (+) положителна и (−) отрицателна, а посоката – с черни стрелки. Амплитудата на индуктираното напрежение V в антената е изобразена с червена вълна.
 
Антенна система „Atacama Compact Array“ (ACA) на надморска височина 5000 метра в Северна Чили – 4 бр. 12-метрови и 12 бр. 7-метрови отделни огледални антени, произведени в Япония. За изследване на небесни обекти с голям ъглов размер, като молекулярни облаци и близки галактики.
 
Символ за изобразяване на антена в електронните схеми.
  • Предавателни
  • Приемни
  • Приемо-предавателни
  • заглушителни

Според конструкциятаРедактиране

  • Линейни антени
  • Плоски антени
  • Пространствени антени
  • Проводникови антени – вибраторни (диполни и телескопични) и жични
  • Логопериодична антена
  • Антени-кули
  • Антени-мачти
  • Рамкови антени, Антени „Двоен квадрат“
  • Феритни антени
  • Печатни антени
  • Микролентови антени
  • Съставни антени (пач-антени)
  • Антени с обработка на сигналите (смарт-антени)

Според материалаРедактиране

  • Метални
  • Диелектрични
  • Хибридни

Според съставаРедактиране

  • Едноелементни антени
  • Антенни системи (решетки)
    • Едномерни
    • Двумерни
    • Тримерни

Според честотния обхватРедактиране

  • Настроени антени
  • Широколентови антени (широкоспектърни)
  • Свръхширокодиапазонни антени

Според насоченосттаРедактиране

  • Ненасочени антени (точкова, изотропна антена) – D = 1
  • слабонасочени 1 < D < 10
  • среднонасочени 10 < D < 100
  • силнонасочени (остронасочени) антени D > 100

Според начин на захранванеРедактиране

  • Активни антени.
  • Пасивни антени.

ГалерияРедактиране

Цилиндричните форми на последните 4 снимки са метални обвивки около параболичните рефлектори. Те защитават антената от сигнали, идващи от странични посоки. Това позволява на антените, разположени близо една до друга, да използват еднакви микровълнови честоти, без да си пречат. Антените имат тънки пластмасови листове над отворите им, за предпазване от валежи.

Вижте същоРедактиране

Външни препраткиРедактиране