Антени. Діаграма спрямованості

Коефіцієнт підсилення антени показує, наскільки сильний сигнал антена може передавати або приймати в певному напрямку. Коефіцієнт підсилення розраховується шляхом порівняння виміряної потужності, переданої або прийнятої антеною в певному напрямку, з потужністю, переданою або прийнятою гіпотетичною ідеальною антеною в тій же ситуації.

Якщо порівняння проводиться з ідеальною (хрестоматійною, без втрат) антеною, яка випромінює або приймає енергію однаково в усіх напрямках, то коефіцієнт підсилення вимірюється в дБі (децибелах - ізотропних). Якщо порівнювати з ідеальною напівхвильовою дипольною антеною без втрат, яка має коефіцієнт підсилення 2,15 дБ, то коефіцієнт підсилення вимірюється в dBd (децибели-дипольна). Зверніть увагу, що децибел - це логарифмічна одиниця, тобто 6 дБ майже в чотири рази перевищує опорну потужність, 7 дБ - в п'ять разів і т.д.

Напрямок поширення потужності є ключовою характеристикою антен.

Коефіцієнт підсилення часто представляють у вигляді двовимірного графіка діаграми спрямованості, де радіус графіка має шкалу децибел, яка може бути нормалізована до максимального значення для конкретної антени або до ізотропного випромінювача.

Напрямок, який має найбільшу потужність, вважається головною пелюсткою, прямо протилежний головній пелюстці - зворотною пелюсткою, а будь-які інші небажані або ненавмисні особливості випромінювання називаються бічними пелюстками. Якщо напрямок не вказано, під коефіцієнтом підсилення розуміється пікове значення в напрямку головної пелюстки антени.

Наприклад, колінеарна антена, орієнтована зі сходу на захід з коефіцієнтом підсилення 6,41 дБд, зможе передавати або приймати в 4 рази більшу потужність сигналу, ніж ідеальна дипольна антена в східному і західному напрямках. У північному і південному напрямках сигнал буде дуже слабким.

Вищий коефіцієнт підсилення зазвичай означає, що сигнал концентрується на меншій ширині променя. Це може бути доречним для деяких лінійних застосувань, наприклад, для тих, де потрібно ізолювати певний сигнал і уникнути зовнішніх сигналів, що заважають. Ширший промінь може знадобитися, наприклад, якщо є багато рухомих приймачів, які повинні залишатися на зв'язку, як у поліції або диспетчерів таксі. Різні типи антен мають різні діаграми спрямованості.

Dipole

У найпростішому випадку дипольна антена - це два прямі стрижні або дроти, орієнтовані кінець в кінець на одній осі, зі збалансованою лінією живлення, підключеною до двох сусідніх кінців.

Сама по собі дипольна антена близька до всеспрямованої, з майже однаковою передачею потужності в усіх напрямках.

На додаток до УКХ-передач, дипольні антени часто використовуються в короткохвильовому діапазоні або як приймачі FM-мовлення.

Yagi (or Yagi-Uda)

Антена Yagi - це масив дипольних елементів, де один диполь підключений для прийому сигналу, а інші елементи призначені для відбиття або перенаправлення енергії в потрібному напрямку.

Антени Yagi є спрямованими і повинні бути встановлені обличчям до передбачуваного шляху проходження сигналу. Основна пелюстка широка, з дещо меншою задньою пелюсткою.

Цей тип антени можна встановлювати горизонтально або вертикально, залежно від бажаної поляризації сигналу. Антени Yagi добре працюють як у режимі "точка-точка", так і в багатоточковому режимі.

Collinear

Вертикальна колінеарна антена - це всеспрямована антена з високим коефіцієнтом підсилення. Вона відома давно і часто називається антеною Марконі-Франкліна. Колінеарна антена являє собою антенну решітку з синфазних напівхвильових диполів з послідовним збудженням, витягнутих в одну лінію, звідси і назва - колінеарна.

Колінеарна антенна решітка - це серія диполів, встановлених впритул один до одного. З коефіцієнтом підсилення до 10 дБд, вони мають вузьку ширину смуги і кілька бічних пелюсток.

Вони часто використовуються в мобільному зв'язку, наприклад, поліцією, пожарними та диспетчерами таксі.

Share Note for Obsidian 🌓