Антенны бегущей волны. Антенна бегущей волны: особенности конструкции и применения

Что такое антенна бегущей волны. Как устроена антенна бегущей волны. Какие преимущества у антенны бегущей волны. Где применяются антенны бегущей волны. Как рассчитать характеристики антенны бегущей волны.

Что представляет собой антенна бегущей волны

Антенна бегущей волны (АБВ) — это разновидность направленной антенны, в которой используется эффект бегущей волны тока вдоль проводника. Основные особенности конструкции АБВ:

• Состоит из длинного провода (обычно несколько длин волн)
• Провод располагается горизонтально над землей на небольшой высоте
• На дальнем конце провода подключается согласованная нагрузка
• Питание подается на ближний конец провода

Благодаря такой конструкции в проводе формируется режим бегущей волны тока, что обеспечивает направленное излучение вдоль провода.

Принцип работы антенны бегущей волны

Принцип действия АБВ основан на следующих физических эффектах:

1. В длинном проводе формируется бегущая волна тока
2. Каждый участок провода излучает электромагнитные волны
3. Излучение от разных участков складывается в пространстве
4. Происходит интерференция и формируется направленное излучение

За счет согласованной нагрузки на конце провода отраженная волна практически отсутствует. Это обеспечивает однонаправленное излучение в сторону нагрузки.

Основные характеристики антенн бегущей волны

Ключевые параметры АБВ, определяющие их свойства:

• Длина провода (обычно 3-10 длин волн)
• Высота подвеса над землей (0.1-0.5 длины волны)
• Волновое сопротивление провода (300-600 Ом)
• Сопротивление согласованной нагрузки
• Рабочий диапазон частот

От этих параметров зависят такие характеристики как коэффициент усиления, диаграмма направленности, входное сопротивление антенны.

Преимущества антенн бегущей волны

АБВ обладают рядом достоинств по сравнению с другими типами антенн:

• Широкополосность (работа в широком диапазоне частот)
• Высокая направленность излучения
• Простота конструкции
• Низкопрофильность (малая высота над землей)
• Возможность быстрого развертывания

Эти преимущества делают АБВ востребованными во многих сферах применения радиосвязи.

Области применения антенн бегущей волны

Основные сферы использования АБВ:

• Коротковолновая радиосвязь на большие расстояния
• Радиовещание в КВ и СВ диапазонах
• Радиоразведка и радиоперехват
• Загоризонтная радиолокация
• Военные системы связи
• Мобильная и сотовая связь

АБВ особенно эффективны там, где требуется направленная передача сигнала на большие расстояния.

Расчет характеристик антенны бегущей волны

Основные формулы для расчета параметров АБВ:

• Коэффициент усиления: G = 10log(L/λ) + 2.15 дБ
• Ширина главного лепестка: θ = 102λ/L градусов
• Волновое сопротивление: Z = 120(ln(2h/d) — 1)
• Входное сопротивление: Rвх = Z/2

Где L — длина антенны, λ — длина волны, h — высота подвеса, d — диаметр провода.

Для точного расчета характеристик АБВ применяются численные методы моделирования, например, метод моментов или метод конечных разностей во временной области (FDTD).

Конструктивные особенности антенн бегущей волны

При практической реализации АБВ учитываются следующие нюансы:

• Провод антенны изготавливается из меди или сплавов с хорошей проводимостью
• Для подвеса используются диэлектрические опоры или мачты
• Согласованная нагрузка выполняется в виде резистора соответствующей мощности
• Питание осуществляется через симметрирующее устройство
• Для защиты от осадков применяется изоляция провода

Важно обеспечить хороший контакт в точках подключения и минимизировать потери в элементах конструкции.

Модификации антенн бегущей волны

Существуют различные варианты исполнения АБВ для улучшения характеристик:

• V-образная АБВ — для увеличения усиления
• Ромбическая АБВ — для расширения диапазона частот
• Спиральная АБВ — для круговой поляризации
• Диэлектрическая АБВ — для работы на СВЧ
• Многопроводная АБВ — для повышения эффективности

Выбор конкретной модификации зависит от требований к антенной системе и условий эксплуатации.

Сравнение антенн бегущей волны с другими типами антенн

По сравнению с другими направленными антеннами АБВ имеют следующие особенности:

Параметр	АБВ	Волновой канал	Параболическая
Ширина полосы	Широкая	Узкая	Средняя
Коэффициент усиления	Средний	Высокий	Очень высокий
Размеры	Большие	Средние	Большие
Сложность	Низкая	Средняя	Высокая

АБВ занимают промежуточное положение, сочетая широкополосность с хорошей направленностью при относительной простоте.

Однопроводная антенна бегущей волны (стр. 1 из 2)

Пояснительная записка к курсовому проекту:

«ОДНОПРОВОДНАЯ АНТЕННА БЕГУЩЕЙ ВОЛНЫ»

По курсу: «Антенны и устройства СВЧ»

Проверил:

Кисмерешкин В.П.

Омск 2008

Задание на курсовой проект «однопроводная антенна бегущей волны»

по дисциплине: «Антенны и устройства СВЧ»

Тема проекта: «Однопроводная антенна бегущей волны»

Исходные данные к проекту:

1. Цель и назначения разработки:

Антенна обеспечивает прием радиосигналов в КВ диапазоне.

2. Технические требования

2.1 Условия эксплуатации

Вид климатического исполнения УХЛ-4 по ГОСТ 15154-69

2.2 Технические характеристики:

2.2 — Диапазон частот, МГц, от 2 до 8

Входное сопротивление, Ом, 50

2.3 Требования к конструкции

Длина провода, м, 200

Высота установки, м, 2

Содержание

Введение

1. Теоретические сведения

1.1 Схема антенны Бевереджа

1. 2 Заземление антенны

1.3 Нагрузка антенны

2. Расчеты

3. Конструктивное выполнение антенны

Заключение

Литература

Аннотация

В данной курсовой работе был произведен расчет характеристик антенны бегущей волны (антенны Бевереджа) используемой в КВ диапазоне. По заданным исходным данным была рассчитана диаграмма направленности, рассчитаны коэффициент усиления и коэффициент направленного действия.

Антенна выступает в роли промежуточного звена между радиоприбором — приемником или передатчиком — и окружающей средой пространством, являясь своего рода преобразователем электромагнитной энергии, ее трансформатором. Передающая антенна, питаемая энергией радиопередатчика, возбуждает в пространстве электромагнитное поле, несущее сигнал. Незначительную часть энергии поля улавливает приемная антенна, создавая на входе радиоприемника ЭДС, достаточную для воспроизведения сигнала.

В след за первыми шагами радиотехники, когда использовались искровые и дуговые генераторы, задачам радиосвязи были подчинены длинные и средние, а затем и короткие волны. За это время сформировались все типы проволочных антенн. Антенны длинных и средних волн по своим размерам всегда меньше длины волны. Освоение же коротких волн означало качественный скачок в антенной технике, так как открылась возможность построения антенн, значительно превышающих длину волны. Одной из таких антенн стала однопроводная антенна бегущей волны.

Однопроводная антенна бегущей волны (антенна Бевереджа) широко используется в профессиональной радиосвязи и в странах бывшего СССР и за рубежом. Однопроводная антенна может работать без перестройки во всех любительских диапазонах при минимальных затратах на ее изготовление и не нуждается в настройке при смене диапазонов работы.

Однопроводная антенна бегущей волны (рис.1) представляет собой длинный провод, подвешенный сравнительно не высоко над землей и нагружена на одном конце активным сопротивлением, равным волновому сопротивлению провода. А другой конец этого провода подключается к выходу трансформатора, имеющего выходное сопротивление, равное волновому сопротивлению провода. К выходу трансформатора подключают фидер, соединяющий антенну с приемником.

Рис.1 — Однопроводная антенна бегущей волны

Электродвижущая сила в проводе антенны создается горизонтальной составляющей вектора напряженности поля Е падающей волны. В случае поверхностного луча эта составляющая связана с потерями в земле. Ее значение равно нулю при идеальной почве и увеличивается с уменьшением проводимости почвы. Если в точку приема приходит пространственный луч, то горизонтальная составляющая вектора Е определяется углом прихода луча. Очевидно, что в вертикальной плоскости, совпадающей с плоскостью расположения провода, антенна принимает только параллельно поляризационное поле. В других направлениях антенна принимает как параллельно, так и нормально-поляризованное поле.

Чем длиннее полотно антенны, тем выше ее коэффициент усиления. Антенна Бевереджа принимает вертикально поляризованную волну, падающую на нее под небольшим углом. Такие характеристики имеют поверхностная волна, находящейся в пределах видимости, радиостанции и волна дальней радиостанции, отраженная от ионосферы под малым углом.

В горизонтальной плоскости максимум приема лежит в направлении, параллельном полотну антенны. При перпендикулярном падении электромагнитная волна просто ничего не наведет в антенне, а при падении под углом, вследствие сложения наведенных в антенне с разными фазами напряжений, последние будут компенсировать друг друга.

Рис.2 — Д.Н. однопроводной антенны

Д.Н. антенны Бевереджа представляет собой узкий луч в горизонтальной и вертикальной плоскостях, направленный в сторону нагрузки (рис.2). При значительном превышении длины полотна антенны над длиной волны происходит дробление Д.Н. на лепестки. Чем меньше задний лепесток Д.Н., тем лучше согласована антенна с нагрузкой.

Работа реальной антенны бегущей волны во многом зависит от качества «земли». Лучше всего проложить несколько «земляных» проводов от нагрузки к генератору.

Рис.3 — Схема подключения «земляных» проводов

При использовании АБВ как приемной антенны можно использовать только один «земляной» провод. Иногда на приемных центрах вместо «земляного» провода используют 10.15 противовесов длиной около10 м, расположенных на конце нагрузки и трансформатора и закопанных на глубину 20-30 см (рис.3). В некоторых случаях возрастает шум антенны за счет того, что в нее включаются участки земли, которые могут служить источником шума. Обычно конкретный источник шума определить очень трудно. Он может возникать за счет токов, протекающих в земной коре, может быть обусловлен действием промышленных факторов (воздушные ЛЭП, подземные линии электропередач и т.д.).

Примерно от 30 до 50 процентов мощности передатчика рассеивается на нагрузке, поэтому крайне важно, чтобы резистор нагрузки был безиндукционным.

однопроводная антенна бегущая волна

При конструировании передающих антенн Бевереджа можно использовать резисторы типа МЛТ, соединенные в параллель. Конструктивно они располагаются кольцом. Для защиты такой нагрузки от атмосферных воздействий ее окрашивают прочным лаком. Желательно исключить прямое попадание на нее дождя, размещая её под какой-нибудь крышкой. Обычно для антенны Бевереджа используют нагрузку около 300.600 Ом. Точно установить волновое сопротивление антенны трудно, на практике это можно сделать лишь изменением нагрузки и измерением при этом КСВ антенны.

Сокращенно антенна бегущей волны обозначается как

, где L — длина антенны в м., h — высота антенны над землей в м. В данном случае

. Амплитудная ДН в горизонтальной плоскости описывается выражением [1]:

(1)

где к=2π/λ — волновое число, λ — длина волны в м, ξ — коэффициент замедления в линии. Вид ДН однопроводная антенна бегущей волны в горизонтальной плоскости, при значениях λ равных 10 м и 100 м представлены на рис.4 и 5.

Рис.4 — Д.Н. в горизонтальной плоскости при λ=10м

Рис.5 — Д.Н. в горизонтальной плоскости при λ=100 м

Осевое излучение антенны возможно только при ξ≥1. ξ — оптимальная находится из формулы:

(2)

Рассчитаем оптимальное значение ξ по формуле (2) оно равно 1,05.

Запишем также выражение угловой ширины по половинной мощности:

(3)

Значение

из формулы (3) равно 34⁰

Приближенный расчет ДН в вертикальной плоскости можно произвести исходя из [2]:

где

постоянная распространения волны по проводу, угол

— отсчитывается от вертикальной плоскости в которой лежит провод, ∆ — угол отсчитывающийся от горизонтальной плоскости. Вид ДН в вертикальной плоскости представлен на рис.6.

Рис.6 — Д.Н. в вертикальной плоскости

Рассчитаем сопротивление излучения антенны (в Омах) для λ = 10 по формуле (4):

(4)

Ом

КПД рассчитываем по формуле (5):

(5)

где Rн — сопротивление нагрузочного резистора на конце антенны, равное 300 Ом.

КНД антенны рассчитывается по формуле (6):

(6)

Расчет характеристики направленности однопроводной антенны бегущей волны, развертываемой в арктических условиях

В статье представлен расчет характеристики направленности однопроводной антенны бегущей волны методом конечных разностей во временной области. Интерес представляет тот факт, что при расчете учитывается слоистая среда размещения антенны, характерная для Арктической зоны.

Связь

Статьи

Вуз: Военная академия связи им. Маршала Советского Союза СМ Буденного

ID: 5edd4727cd3d3e0001fd6fc7

UUID: 55bd0d30-8b27-0138-0971-0242ac180006

Язык: Русский

Опубликовано: больше 2 лет назад

Просмотры: 30

Find:

Highlight allMatch case

Current View

Current View

Automatic ZoomActual SizeFit PageFull Width50%75%100%125%150%200%300%400%

Enter the password to open this PDF file:

File name:

—

File size:

—

Title:

—

Author:

—

Subject:

—

Keywords:

—

Creation Date:

—

Modification Date:

—

Creator:

—

PDF Producer:

—

PDF Version:

—

Page Count:

—

Расчет характеристики направленности однопроводной антенны бегущей волны, развертываемой в арктических условиях А. С. Леонюк, И. М. Душутин Военная академия связи им. С. М. Буденного [email protected] Аннотация. an algorithm for calculating the directional characteristics of the traveling wave antenna located above the layered soil is proposed. Ключевые слова: traveling wave antenna; directional characteristics; layered soil; finite difference time domain. Огромные запасы углеводородов и оттаявшие глобальные транспортные маршруты вызывают повышенное внимание к Арктике со стороны влиятельных стран и межгосударственных союзов. Так, на севере Норвегии и в омывающих ее морях постоянно находятся подразделения НАТО. Являясь одним из основных общевойсковых тактических соединений, 80 отдельная мотострелковая бригада будет противостоять противнику в прогнозируемых условиях ведения военных действий в Арктическом регионе. Основой системы связи омсбр, функционирующей при ведении боевых действий в условиях Заполярья, является, как и в обычных условиях, сеть радиосвязи. Степень выполнения задач, возложенных на сеть радиосвязи, определяется ее структурой и тактико-техническими возможностями используемых в ее составе средств и комплексов радиосвязи.

Подразделения бригады оснащены радиостанциями средней мощности Р-166 и Р-166-0,5 из состава комплекса технических средств радиосвязи «Поиск-М». При выборе антенн для связи на заданную дальность принимают во внимание их следующие основные технические характеристики: диапазон частот; коэффициент усиления; характер диаграммы направленности. Подлежат учёту также и свойства окружающего пространства – проводимость почвы, состояние ионосферы, характер местности, электромагнитная обстановка вблизи антенн и др. Нижнее полупространство в зоне Островной Арктики на протяжении 9…10 месяцев в году представляет собой сложную систему, состоящую из снежного покрова и вечномерзлого грунта (рис. 1). Кроме того, Арктическое побережье славится сильными (ураганными) ветрами, скорость которых может достигать 40 м/с. Поэтому использование в Арктической зоне традиционных антенно-мачтовых устройств проблематично. В таких условиях важное место отводится разработке альтернативных мачтовым антеннам новых антенных . устройств, обеспечивающих эффективное Рис. 1. Почвенный профиль архипелага Новая Земля в зимний период функционирование линий радиосвязи. Одним из вариантов таких антенных устройств являются безмачтовые антенны, расположенные непосредственно на подстилающей поверхности или на небольшой высоте от нее. В ряде проволочных антенн для формирования нужной диаграммы направленности целесообразно применять провода с распределением тока в режиме бегущей волны. Такой режим может быть достигнут либо подключением на конце провода нагрузочного сопротивления, равного его волновому сопротивлению, либо при применении длинных в сравнении с длиной волны проводников, где за счет излучения создается близкое к режиму бегущей волны распределение тока [1]. Однопроводная антенна бегущей волны (ОАБВ) обладает большой направленностью, проста по конструкции и широко применяется для связи земными волнами на МВ, КВ, СВ и ДВ и ионосферными волнами на КВ. В данной статье произведен расчет характеристики направленности (ХН) компьютерной модели ОАБВ, расположенной на двухслойном подстилающем объеме, характерном для Арктической зоны, методом конечных разностей во временной области (КРВО). Физическая модель однопроводной антенны бегущей волны, размещенной в трехслойной среде, представлена на рис. 2.

Рис. 2. Физическая модель однопроводной антенны бегущей волны, размещенной в трехслойной среде Рассмотрим основные этапы алгоритма расчета ХН ОАБВ, построенного в программной среде matlab. В декартовой системе координат создается трехмерная расчетная область V, дискретизированная элементарными кубическими ячейками (рис. 3). Размеры расчетной области составляют: по оси ординат – 25 длин волн λ, по оси аппликат – 12 λ, по оси абсцисс – λ. Учитывая необходимость моделирования тонких слоев (снежный покров) относительно длины волны, оптимальным шагом дискретизации по пространству является шаг d   / 40 . Расчетная область окружается идеально согласованными слоями (ИСС) для имитации ухода электромагнитной волны за пределы расчетной области конечных размеров [2]. Минимальная толщина ИСС составляет 15 кубических ячеек. После этого кубическими ячейками аппроксимируется антенна и слоистая среда ее размещения, и осуществляется ввод всех задействованных материалов с присвоением физических величин, характеризующих их свойства, объектам модели: Material(m, p) = 1, где m – порядковый номер материала; p – физическая величина, характеризующая свойства среды (материала). Правая часть уравнения показывает численное значение данной физической величины. После того как будут заданы все материалы, производится присвоение характеризующих их физических величин объектам модели: Index (I, J, K) = m, где Index (I,J,K) – массив I  J  K , равный по размеру и геометрической форме объекту, дискретизированному элементарными кубическими ячейками. Длина антенны l = 60 м, при шаге дискретизации d   / 40 и длине волны λ = 30 м соответствует 80 кубическим ячейкам. Толщина снежного покрова (среда с параметрами ɛr2, σ2) соизмерима с одной кубической ячейкой, среда с параметрами ɛr3, σ3 (мерзлота) является полубесконечным пространством в сочетании с ИСС. На границе раздела первой и второй сред кубической ячейке, имеющей по оси ординат координату, совпадающую с началом антенны, присваиваются электрические характеристики металла      . Данной ячейкой аппроксимируется корпус радиостанции или противовес. После аппроксимации объектов модели и присвоения характеризующих их физических величин осуществляется ввод физических констант: скорости света, абсолютной диэлектрической проницаемости, абсолютной магнитной проницаемости и расчетной длины волны. Рис. 3. Концептуальная модель однопроводной антенны бегущей волны, размещенной в трехслойной среде Максимальное количество временных шагов выбирается таким, чтобы за этот интервал времени закончился переходный процесс излучения, а фронт волны успел распространиться на необходимое расстояние (не менее 10 длин волн). Математически выражается: Nt  tпрх t , где tпрх – время, необходимое для завершения переходного процесса; t – величина шага временной дискретизации. Шаг временной дискретизации t выбирается согласно условию Куранта – Фридрихса – Леви. Ячейке, являющейся началом антенны, присваивается функция возбуждения: U  A sin(2fnt ), где n – номер временного шага; A – амплитуда входного воздействия; f – частота входного воздействия; t – величина временного шага. Метод КРВО оперирует значениями векторов напряженности электромагнитного поля E и H , поэтому напряжение задается через напряженность электрического поля: U   Eyn  I , J , K  y, где Eyn  I , J , K  – составляющая вектора напряженности электрического поля, параллельная проводу, образующему антенну. Источник генерирует значение напряжения, выраженного через напряженность электрического поля в заданной ячейке на каждом временном шаге. Методом КРВО вычисляются значения составляющих векторов напряженности магнитного поля на текущем временном шаге n во всех ячейках расчетной области. Затем вычисляются значения составляющих векторов напряженности электрического поля во всех ячейках расчетной области на временном шаге n + 1 и т. д. Процесс вычислений повторяется и заканчивается при условии, если текущий временной шаг равен максимальному временному шагу.

Рис. 4. Нормированные диаграммы расположенной над сухой почвой. направленности ОАБВ60/1, По окончании вычислений осуществляется переход из декартовой в полярную систему координат и на расстоянии r  10 по рассчитанным значениям требуемой составляющей вектора напряженности электромагнитного поля строится диаграмма направленности (ДН). В целях проверки адекватности разработанного алгоритма произведен расчет вертикальной составляющей вектора напряженности электрического поля Ez в дальней зоне, создаваемой однопроводной антенной бегущей волны ОАБВ60/1, расположенной над сухой почвой с параметрами ɛr = 5, σ = 1·10–3 См/м. Вычисления производились для следующих частот: f = 5 МГц, f = 10 МГц, f = 15 МГц, f = 20 МГц, f = 25 МГц. По результатам вычислений построены нормированные ДН в полярной системе координат. Резуьтаты, предсталенные на рис. 4, не противоречат теории. Угол максимального излучения θ незначительно уменьшается с ростом частоты. Уровень бокового излучения также уменьшается пропорционально росту частоты f, а форма ДН не притерпевает принципиальных изменений. Произведен расчет вертикальной составляющей вектора напряженности электрического поля Ez в дальней зоне, создаваемой однопроводной антенной бегущей волны ОАБВ60/1, расположенной над двухслойным подстилающим объемом (снежный покров и мерзлый грунт) с параметрами ɛr1 = 1,2, σ1 = 1·10–6 См/м; ɛr2 = 4,2, σ1 = 1·10–4 См/м, соответствующими зимнему периоду в зоне Островной Арктики. Расчетные длины волн аналогичны предыдущему случаю. На рис. 5 представлены нормированные диаграммы направленности, построенные в полярной системе координат. Анализ полученных результатов показал существенное изменение формы диаграммы направленности ОАБВ при учете невидимого слоя подстилающего объема – мерзлого грунта. Во-первых, уменьшилась ширина ДН, во-вторых, более четко начала прослеживаться частотная зависимость формы диаграммы направленности, а также угла максимального излучения, значительно уменьшающегося с частотой. Рис. 5. Нормированные диаграммы направленности расположенной над двухслойной почвой. ОАБВ60/1, Однако, при f = 25 МГц угол максимального излучения снова увеличился, что выражено отражением ЭМВ от границ раздела сред и, как следствие, интерференцией прямых и отраженных волн. Наблюдается спад уровня боковых лепестков с ростом частоты, а затем, начиная с f = 15 МГц, он снова увеличивается. ОАБВ быстро развертывается в отличие от штатных антенно-мачтовых устройств радиостанции Р-166, что крайне важно в сложных климатических условиях. Вследствие близости к поверхности земли ОАБВ, в отличие от других направленных антенн, обладает интересной особенностью. При работе на передачу она излучает волны вертикальной поляризации, а при работе на прием реагирует на горизонтальную продольную составляющую вектора напряженности электрического поля, появляющуюся ввиду конечной проводимости подстилающей поверхности. Снежный покров и мерзлый грунт обладают слабой электропроводностью, что повышает эффективность ОАБВ, развертываемой в арктических условиях, наряду с простотой ее использования. Рассчитанные ХН ОАБВ в вертикальной плоскости показали возможность ее использования для радиосвязи ионосферной волной в КВдиапазоне на дальности свыше 500 км. При этом высота подвеса модели ОАБВ составила всего порядка одного метра. В дальнейшем возникает необходимость исследования остальных электрических характеристик ОАБВ, развертываемой в арктических условиях, а также возможности ее применения в более высокочастотных диапазонах для радиосвязи земной волной. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ [1] [2] Муравьев, Ю. К. Антенны/ Ю. К. Муравьев, Н. П. Гавеля, А. Д. Истрашкин, В. П. Серков/ под ред. Ю. К. Муравьева. – СПб.: ВАС, 1963.– 629 Berenger, J. P. Three-Dimensional Perfectly Matched Layer for the Absorption of Electromagnetic Waves/ J. P. Berenger// J. Comp. Phys. – 1996. – Vol. 127. – Pp. 363–379.

Направленная GSM/3G/4G/Wi-Fi антенна бегущей волны ТРИАДА 2635

Производитель: Триада

Направленная наружная широкополосная антенна Триада 2635 предназначена для использования совместно с модемами или роутерами для повышения дальности и устойчивости связи при работе в интернете. Устанавливается на мачту или кронштейн. Наибольшая дальность связи.

Данная антенна обладает наибольшим усилением и обеспечивает высокое качество связи одновременно во всех диапазонах 900\1800\3G\4G. Кроме того, прекрасно принимает Wi-Fi, LTE.

Антенна направляется на базовую станцию GSM, Wi-Fi, LTE. Если точное направление на источник сигнала не известно, антенну следует ориентировать по максимуму уровня принимаемого сигнала.

ОписаниеТехнические характеристикиДокументы

• Описание

• Технические характеристики

• Документы

ТРИАДА-2635 — антенна, предназначенная для работы в диапазонах GSM 900\1800 МГц, 3G 2100 МГц, Wi-Fi 2400 МГц и 4G (WiMAX, LTE) 2600 МГц. Антенна представляет собой антенну «волновой канал».

Особенности

• Направленная
• Широкополосная
• Высокое усиление
• Крепление к мачте
• Герметичное исполнение.

Технические характеристики

Стандарт	GSM 900	GSM 1800	3G UMTS 2100	WiFi 2400	4G 2600
Диапазон частот, МГц	880…960	1710…1880	1900…2170	2400…2485	2496…2696
Коэффициент усиления в направлении максимума излучения*, дБи	10	14	14. 5	15	16.3
КСВ, не более (типовое значение)	1.8 (1.5)	2.5 (1.8)
Ширина диаграммы направленности по уровню 50% мощности*, градусов
в вертикальной плоскости	52	41	37	33	31
в горизонтальной плоскости	63	44	40	34	29
Уровень боковых лепестков диаграммы направленности*, дБи
в вертикальной плоскости	-26	-15	-15	-14	-12
в горизонтальной плоскости	-6	-18	-12	-19	-11
Коэффициент защитного действия*, дБи	26	24	22	20	17
Поляризация	вертикальная
Диапазон рабочих температур, °C	–40…+80
Грозозащита	заземление по постоянному току
Исполнение корпуса	герметичное IP65
Габаритные размеры, мм	1130 х 355x 136
Вес (при стандартной длине кабеля снижения), г	300
Тип кабеля**	RG58A/U low loss
Разъём	FME-F
Длина кабеля снижения, стандарт**, м	10
Разъём на кабеле снижения**	FME-F (SMA-M, RP-SMA-F, N-M)

* Приведённые характеристики соответствуют установке антенны в свободном пространстве. Наличие проводящих предметов в непосредственной близости к антенне может существенно изменить её характеристики.

** Уточняется при заказе

Антенна предназначена для использования совместно с модемом (репитером) для повышения дальности и устойчивости связи.

Данная антенна обладает большим усилением и обеспечивает высокое качество связи, однако, требует тщательного соблюдения правил установки.

Антенна направляется на базовую станцию GSM, WiFi, LTE. Если точное направление на источник сигнала не известно, антенну следует ориентировать по максимуму уровня принимаемого сигнала (см. программное обеспечение модема).

Габариты, мм

1130 х 355x 136

Рабочая температура

-40°C…+80°C

Вес, гр

300

Направленность

Да

Усиление

14,5 дБи

КСВ

2,5

Длина кабеля

10 м

Тип крепления

Кронштейн

Полоса частот

880-960, 1710-1880, 1900-2170, 2400-2483, 2496-2696 МГц

Тип антенного разъёма

SMA/FME

Презентация антенны ТРИАДА 2635Техническая спецификация на 3G-антенну Триада 2635 [рус]

Преимущества резонансных антенн бегущей волны для систем быстрого нагрева

Показаны 1-4 из 9 страниц в этой статье.

PDF-версия также доступна для скачивания.

Описание

Устойчивость максимально плоской антенны бегущей волны с внешней связью (TWA) контрастирует с чувствительностью простой резонансной рамочной решетки с прямым приводом к условиям вакуума и плазмы в DIII-D. Мы обнаружили уникальную синергию между стоячей и бегущей волнами резонансных компонентов TWA. Эта синергия расширяет работу TWA до нескольких полос пропускания между 60 и 120 МГц, обеспечивает возможность настройки в диапазоне 60-120 градусов между элементами в пределах полосы пропускания 1-2 МГц и позволяет эффективно и непрерывно работать в H-режиме ELMing.

Физическое описание

Информация о создании

Фелпс, Д.А.; Каллис, Р. В. и де Грасси, Дж. С. 1 апреля 1997 г.

Контекст

Этот артикул входит в состав сборника под названием: Управление научно-технической информации Технические отчеты а также предоставлено отделом государственных документов библиотек ЕНТ к Электронная библиотека ЕНТ, цифровой репозиторий, размещенный на Библиотеки ЕНТ. Его просмотрели 515 раз. Более подробную информацию об этой статье можно посмотреть ниже.

Поиск
Открытый доступ

Кто

Люди и организации, связанные либо с созданием этой статьи, либо с ее содержанием.

Авторы

• Фелпс, Д. А.
• Каллис, Р. В.
• деГрасси, Дж. С.

• Соединенные Штаты. Министерство энергетики. Управление энергетических исследований. Управление энергетических исследований Министерства энергетики США, Вашингтон, округ Колумбия (США)

Издатели

• Дженерал Атомик Компани

  Информация об издателе: General Atomics, Сан-Диего, Калифорния (США)

  Место публикации: Сан-Диего, Калифорния

• Окриджская национальная лаборатория

  Информация об издателе: Окриджская национальная лаборатория, Теннесси (США)

  Место публикации: Теннесси

Предоставлено

Библиотеки ЕНТ Отдел государственных документов

Являясь одновременно федеральной и государственной депозитарной библиотекой, отдел государственных документов библиотек ЕНТ хранит миллионы единиц хранения в различных форматах. Департамент является членом Программы партнерства по контенту FDLP и Аффилированного архива Национального архива.

О | Просмотрите этого партнера

Свяжитесь с нами

Исправления и проблемы Вопросы

какая

Описательная информация, помогающая идентифицировать эту статью. Перейдите по ссылкам ниже, чтобы найти похожие элементы в электронной библиотеке.

Описание

Устойчивость максимально плоской антенны бегущей волны с внешней связью (TWA) контрастирует с чувствительностью простой резонансной рамочной решетки с прямым приводом к условиям вакуума и плазмы в DIII-D. Мы обнаружили уникальную синергию между стоячей и бегущей волнами резонансных компонентов TWA. Эта синергия расширяет работу TWA до нескольких полос пропускания между 60 и 120 МГц, обеспечивает возможность настройки в диапазоне 60-120 градусов между элементами в пределах полосы пропускания 1-2 МГц и позволяет эффективно и непрерывно работать в H-режиме ELMing.

Физическое описание

Примечания

INIS; ОСТИ как DE97006510

Предметы

Ключевые слова

• Антенны
• Нагрев током
• Устройство Дублет-3
• Пограничные локализованные режимы
• Удержание плазмы в H-режиме
• Бегущие волны

Тематические категории ИППП

• 70. Физика плазмы и термоядерный синтез

Источник

• 12. Тематическая конференция по радиочастотной мощности в плазме, Саванна, Джорджия (США), 1-3 апреля 1997 г.

Язык

• Английский

Тип вещи

• Статья

Идентификатор

Уникальные идентификационные номера для этой статьи в электронной библиотеке или других системах.

• Другое : DE97006510
• Отчет № : GA—A22574
• Отчет № : КОНФ-9704102—12
• Номер гранта : AC03-89ER51114;AC05-96OR22464
• Отчет Управления научной и технической информации № : 491438
• Архивный ресурсный ключ : ковчег:/67531/metadc674952

Коллекции

Эта статья является частью следующего сборника связанных материалов.

Управление научно-технической информации Технические отчеты

Отчеты, статьи и другие документы, собранные в Управлении научной и технической информации.

Управление научной и технической информации (OSTI) — это офис Министерства энергетики (DOE), который собирает, сохраняет и распространяет результаты исследований и разработок (НИОКР), спонсируемых Министерством энергетики, которые являются результатами проектов НИОКР или другой финансируемой деятельности в DOE. лаборатории и объекты по всей стране, а также получатели грантов в университетах и ​​других учреждениях.

О | Просмотрите эту коллекцию

Какие обязанности у меня есть при использовании этой статьи?

Цифровые файлы

• 9 файлы изображений доступны в нескольких размерах
• 1 файл (. pdf)
• API метаданных: описательные и загружаемые метаданные, доступные в других форматах

Когда

Даты и периоды времени, связанные с этой статьей.

Дата создания

• 1 апреля 1997 г.

Добавлено в цифровую библиотеку ЕНТ

• 25 июля 2015 г., 2:21.

Описание Последнее обновление

• 11 мая 2020 г. , 17:41

Статистика использования

Когда эта статья использовалась в последний раз?

Вчерашний день: 0

Последние 30 дней: 1

Всего использовано: 515

Дополнительная статистика

Взаимодействие с этой статьей

Вот несколько советов, что делать дальше.

Поиск внутри

Поиск

Начать чтение

PDF-версия также доступна для скачивания.

• Все форматы

Цитаты, права, повторное использование

• Ссылаясь на эту статью
• Обязанности использования
• Лицензирование и разрешения
• Связывание и встраивание
• Копии и репродукции

Международная структура взаимодействия изображений

Мы поддерживаем IIIF Презентация API

Распечатать/поделиться

Полезные ссылки в машиночитаемом формате.

Архивный ресурсный ключ (ARK)

• ERC Запись: /ark:/67531/metadc674952/?
• Заявление о стойкости: /ark:/67531/metadc674952/??

Международная структура совместимости изображений (IIIF)

• IIIF Манифест: /ковчег:/67531/metadc674952/манифест/

Форматы метаданных

• УНТЛ Формат: /ark:/67531/metadc674952/metadata. untl.xml
• DC РДФ: /ark:/67531/metadc674952/metadata.dc.rdf
• DC XML: /ark:/67531/metadc674952/metadata.dc.xml
• OAI_DC : /oai/?verb=GetRecord&metadataPrefix=oai_dc&identifier=info:ark/67531/metadc674952
• МЕТС : /ark:/67531/metadc674952/metadata. mets.xml
• Документ OpenSearch: /арк:/67531/metadc674952/opensearch.xml

Картинки

• Миниатюра: /ark:/67531/metadc674952/миниатюра/
• Маленькое изображение: /арк:/67531/metadc674952/маленький/

URL-адреса

• В текст: /ark:/67531/metadc674952/urls. txt

Статистика

• Статистика использования: /stats/stats.json?ark=ark:/67531/metadc674952

Фелпс, Д.А.; Каллис, Р. В. и де Грасси, Дж. С. Преимущества резонансных антенн бегущей волны для систем нагрева с быстрыми волнами, статья, 1 апреля 1997 г .; Сан-Диего, Калифорния. (https://digital.library.unt.edu/ark:/67531/metadc674952/: по состоянию на 5 октября 2022 г.), Библиотеки Университета Северного Техаса, цифровая библиотека ЕНТ, https://digital.library.unt.edu; зачисление отдела государственных документов библиотек ЕНТ.

Нерезонансные и резонансные антенны | Блог системного анализа

Ключевые выводы

• Антенны бегущей волны и антенны стоячей волны представляют собой две классификации антенн с длинным проводом, основанные на распределении характеристик напряжения и тока.

• Нерезонансные антенны или антенны бегущей волны представляют собой конфигурации антенн, напряжение и ток которых можно представить в виде одной или двух бегущих волн, движущихся в одном направлении.

• Когда распределение напряжения и тока образует форму стоячей волны, такие типы антенн называются антеннами стоячей волны или резонансными антеннами.

Дипольные антенны являются примерами резонансных антенн

Теоретически существует множество конфигураций антенн, доступных для использования в электронике и системах связи. Однако причудливые типы геометрии делают использование большинства из них практически непрактичным. Пространство для размещения антенны является важным фактором при определении ее типа.

Резонансные и нерезонансные антенны представляют собой две классификации антенн с длинным проводом. В зависимости от наличия места выбираются желаемые частоты для передачи и приема электромагнитных сигналов. В этой статье мы обсудим длиннопроволочные, нерезонансные и резонансные антенны.

Антенны с длинным проводом

Антенна с длинным проводом представляет собой прямой проводник длиной, равной длине волны или ее кратному числу (n), который используется в качестве антенны. Антенны с длинным проводом формируются с использованием ряда диполей с длиной провода (L), определяемой уравнением:

Обратите внимание, что n — это количество элементов и длина волны. Направленные свойства длиннопроволочных антенн увеличиваются с увеличением значения n.

Длиннопроволочные антенны сконструированы таким образом, что они проходят параллельно или горизонтально поверхности земли. Обычно входные клеммы антенн с длинным проводом образованы одним концом провода и землей. Антенны с длинным проводом имеют бегущие волны или однородные диаграммы напряжения и тока и являются примером антенн бегущей волны.

Классификация антенн с длинным проводом

Антенны с бегущей волной и антенны со стоячей волной представляют собой две классификации антенн с длинным проводом, основанные на распределении характеристик напряжения и тока. В антеннах бегущей волны ток и напряжение можно представить с помощью бегущих волн одного направления. Антенны бегущей волны являются нерезонансными антеннами. Антенны стоячей волны представляют собой двунаправленные антенны бегущей волны и также известны как резонансные антенны.

Резонансные антенны

Когда распределение напряжения и тока образует форму стоячей волны, такие типы антенн называются антеннами стоячей волны или резонансными антеннами. Резонансные антенны имеют периодический характер. Они имеют бегущие волны, распространяющиеся в прямом и обратном направлениях, и называются двунаправленными антеннами бегущей волны. В резонансных антеннах излучаемые волны, распространяющиеся в противоположных направлениях, образуют падающую и отраженную волны.

Для образования стоячих волн в резонансных антеннах острый пик излучаемой мощности перехватывается антенной на определенной частоте, называемой резонансной частотой. Частота и длина резонансных антенн прямо пропорциональны друг другу.

На резонансной частоте резонансные антенны являются чисто резистивными с нулевым реактивным сопротивлением. Чисто резистивная природа резонансных антенн позволяет пропускать через них максимальный ток. Резонансная антенна обеспечивает в ней высокий ток стоячей волны. Коэффициент стоячей волны резонансных антенн больше единицы при резонансе. На выводах резонансной антенны волны напряжения и тока совпадают по фазе. Такое фазовое распределение между напряжением и током позволяет легко согласовать импедансы резонансных антенн с приемными и передающими линиями.

Нерезонансные антенны 

Нерезонансные антенны или антенны бегущей волны представляют собой конфигурации антенн, напряжение и ток которых можно представить в виде одной или двух бегущих волн, движущихся в одном направлении. Нерезонансные антенны имеют непериодический характер. Всегда существует прогрессивная фазовая картина, связанная с распределением напряжения и тока в нерезонансных антеннах.

В нерезонансных антеннах волны распространяются в прямом направлении или в том же направлении и называются однонаправленными антеннами бегущей волны. Поскольку излучаемые волны движутся в одном направлении, в нерезонансных антеннах есть только падающая волна — отраженной волны нет. Более того, волновые диаграммы в нерезонансных антеннах не могут образовывать стоячие волны.

В нерезонансных антеннах нет резонансной частоты. Частота нерезонансной антенны обратно пропорциональна длине антенны. С увеличением частоты длина антенны уменьшается и наоборот.

Дипольные антенны 

Резонансные антенны можно сравнить с резонансными линиями передачи. Распределение напряжения и тока в резонансных проволочных антеннах с открытым концом аналогично картинам стоячих волн в открытых линиях передачи.

Дипольные антенны являются примерами резонансных антенн. Дипольные антенны имеют открытый конец на дальнем конце с резонансной длиной, кратной четверти длины волны. Ток в резонансных антеннах напрямую связан с величиной излучаемого электромагнитного поля. В дипольных антеннах амплитудное распределение тока может быть постоянным, линейным или синусоидальным в зависимости от длины антенны. Для бесконечно малых дипольных антенн распределение тока постоянно. Распределение тока является линейным для коротких диполей и синусоидальным для длинных диполей.

Как правило, резонансные антенны, включая дипольные антенны, работают хорошо, а эффективность антенны очень высока. Эффективность дипольных антенн зависит от конструкции антенны. Программное обеспечение Cadence может помочь вам в разработке дипольных антенн.

Подпишитесь на нашу рассылку, чтобы быть в курсе последних обновлений. Если вы хотите узнать больше о том, какое решение у Cadence есть для вас, поговорите с нашей командой экспертов.

Свяжитесь с нами

Решение задач электромагнитного, электронного, теплового и электромеханического моделирования, чтобы ваша система работала в широком диапазоне условий эксплуатации.

Посетить сайт Больше контента от Cadence System Analysis

Доступ к электронной книге

41. Путешественник

41. Путешественник

41. Путешественник

или оконечная (очень) длиннопроводная антенна

Л. Б. Чебик, W4RNL (SK)

Одной из тем этой серии статей было то, как разместить максимальное количество антенн в наименьшем пространстве. Что тема имеет смысл в свете сокращающихся дворов современной городской и пригородной жизни. Однако есть любители, у которых есть свободное место. Есть ряд интересных проволочных антенн, подходящих для таких радиолюбителей. Возможно, самым интересным является просто кусок провода, длина которого составляет много длин волн при некоторых рабочих условиях. частота.

Рассмотрим простую антенну в Рис. 1 . Он состоит из относительно короткого вертикального провода, достаточно длинный, чтобы дотянуться от земли до гораздо более длинного горизонтального провода. Запитываем антенну на земля. Однако эта антенна не является перевернутой буквой L, хотя, если бы горизонтальный провод был значительно короче, он может стать одним. (На данный момент мы игнорируем этот третий провод с резистором в нем.) Вместо этого проволока, принимая во внимание только питаемый вертикальный и горизонтальный отрезки, является классическим длинная антенна. По мере того, как мы делаем провод длиной во много длин волн, число лепестков увеличивается с самые сильные лепестки, приближающиеся к линии провода (в отличие от широкой боковой картины 1/2-волнового диполь). Поскольку провод имеет конечную проводимость, рисунок не является действительно двунаправленным, используя провод заканчивается ссылкой. Вместо этого рисунок наклоняется к открытому концу проволоки. Этот бесконечный длиннопроводная антенна очень удобна. особенно если у нас есть две целевые области коммуникации, которые 180 градусов друг от друга, и одно несколько важнее другого.

Двуногий вариант этой антенны, как и почти (но не совсем все) антенны которые у нас есть исследовал антенну стоячей волны . Открытый конец провода представляет собой разомкнутую цепь, поэтому электрическая энергия, поступающая в конце, практически полностью отражается. Сочетание инцидента и отраженные волны создают на антенне стоячую волну.

Теперь добавим последнюю ногу антенны в Рис. 1 . В эту ногу мы помещаем большой резистор. Если мы позволим резистору равняться импедансу точки питания, не будет отраженной волны и, следовательно, не будет стоячая волна на проводе. Традиционно мы называем такие антенны антенны бегущей волны .

Одним из следствий размещения резистора в третьем плече является изменение формы шаблона. Вместо слегка несбалансированного двунаправленного паттерна мы получаем очень направленный паттерн. На рис. 2 показана разница для проводов длиной 5 длин волн и длиной 1 длины волны над землей. Мы теряем усиление примерно на 1 дБ для оконечной нагрузки, но получаем 15 дБ по соотношению фронт-назад. В обоих случаях, обратите внимание на наличие значительных боковых лепестков. Поскольку проволочная антенна длиной в несколько длин волн имеет много лепестков, они остаются частью узора. Заделка провода может подавить их до некоторой степени. степени, но не может их устранить.

Существуют методы расчета согласующего резистора для антенн, особенно когда высота низко — антенна Бевереджа. Однако для использования на верхних ВЧ мы обычно ставим резистор на 600-800 Ом и позвольте импедансу точки питания совершать постепенные колебания при изменении рабочей частоты.

Мы можем провести элементарное сравнение между антенной стоячей волны и антенной бегущей волны, исследуя величина тока колеблется по длинному горизонтальному проводу. В случае 5-волнового варианта получаем актуальные модели в Рис. 3 . Левый конец графика представляет собой часть длинного провода, находится ближе всего к точке питания.

Для антенны стоячей волны ток делает очень большие колебания амплитуды, которые приблизительно (но не не равно) синусоида. В антенне бегущей волны величина тока относительно постоянна. Было бы еще площе, если бы сам провод не имел потерь и если бы на оконечном резисторе точно равнялся импедансу точки питания. Мы можем увидеть еще одно различие, когда исследуем колебания в текущий фазовый угол, как показано на Рис. 4 .

Ток проходит один полный фазово-угловой цикл с каждой длиной волны. На «стыках» между длинах волн фазовый угол будет очень быстро меняться от отрицательного к положительному. Однако между теми соединений, оконечная антенна показывает практически линейную скорость изменения от наиболее положительного до самый отрицательный фазовый угол. Напротив, незавершенная версия показывает различия в скорости изменения. которые связаны с почти синусоидальным поведением текущей величины.

Суть в том, что оконечная антенна с длинным проводом становится высокоэффективной направленной решеткой. Pattern не имеет четкого прямого вида массива Yagi. Однако если различные боковые лепестки представляет проблему с точки зрения потенциальных мешающих сигналов, антенна будет работать очень хорошо.

Длинный провод также имеет несколько других преимуществ, заслуживающих внимания. Во-первых, он будет работать в частотном диапазоне 4:1. На рис. 5 показана кривая КСВ 600 Ом для 5-волновой версии антенны. Низкие значения КСВ во всем диапазоне предполагают, что один широкополосный трансформатор (обычный или передающий) может обеспечить хорошее совпадение импеданса целевой точки питания 600 Ом и линии питания 50 Ом. (Несмотря на то что Трансформаторы линий передачи получили очень широкое распространение для согласования импедансов, мы теряем только пару процентов КПД хорошо сконструированного обычного трансформатора. )

Усиление и горизонтальная ширина луча антенны, конечно же, будут меняться в зависимости от рабочей частоты. В 1/2 расчетной частоты, образец антенны имеет 1/2 длины и 1/2 высоты. Так что можно ожидать снижения усиления и более широкой ширины луча. Напротив, при удвоенной частоте антенна в два раза длиннее. (10 длин волн вместо 5) и удвоенная высота (2 длины волны вместо 1). В результате более высокий коэффициент усиления, более узкая ширина луча и меньший угол места максимального излучения.

Для максимального усиления и самой узкой ширины луча попробуйте использовать самый длинный провод, который вы можете поддерживать. К получить представление о различиях длины длинного троса, см. рис. 6 .

Как видно из рисунков, длинная проволока только начинает движение к высоким уровням направленности. когда он проходит отметку в 5 длин волн. Если бы мы хотели использовать длиннопроволочную антенну для диапазонов от 40 до 10 метров, мы могли бы получить около 5 длин волн на расстоянии 40 метров или около 700 футов. Такая длина будет равна 20 длинам волны на 10 метров. Одно из второстепенных преимуществ длинной проволоки заключается в том, что нам не нужно быть очень точными. в сокращении длины провода. Мы вряд ли заметим какие-либо эксплуатационные различия между 10-волновым антенна, которая требует возведения новой опорной стойки или 9Длинный провод длиной 0,5 длины волны, который заканчивается рядом с ветка существующего дерева.

При 10 длинах волн ширина луча массива составляет около 30 градусов. Предполагая, что у нас есть поддержка и хороший поставку провода, чтобы идти вместе с нашей площадью, мы можем разместить длиннопроводную антенну в направлении каждого из наших целевые области коммуникаций. Затем простой переключатель позволит нам изменить антенны на направленную по конкретной цели. Нам не нужен ротатор. Кроме того, нам не нужно делать провод и поддерживать инвестиции все сразу. Мы можем добавлять новые целевые области по мере появления опор и проволоки.

Антенна с длинным проводом имеет два недостатка. Во-первых, это согласующий резистор. Если мы только желаем получить, мы можем составить резистор из маломощных угольных резисторов, нанизанных на последовательно-параллельные комбинации для приближения к целевому значению. Однако передача меняет проблему. Нам нужен неиндуктивный резистор, способный рассеивать около 1/2 мощности, подаваемой на антенну. Такой резисторы, как правило, очень дороги, хотя некоторые из них иногда появляются на избыточном рынке.

Вторая проблема, связанная с оконечной длиннопроводной антенной, — это согласование с точкой питания. Если мы нужна только одна полоса, мы можем использовать стандартную L-сеть. Поскольку точка питания антенны по своей сути несбалансированный, автоматический тюнер будет работать в многодиапазонном режиме. Однако этот вариант будет дорогим если мы решим установить несколько таких антенн, чтобы иметь больше целей связи. Наиболее общее решение состоит в том, чтобы построить или купить широкодиапазонный трансформатор, способный согласовывать от 600 до 50 Ом.