Фидер антенны. Антенно-фидерные устройства: принцип работы, виды и характеристики

Что такое антенно-фидерные устройства. Как работают антенны и фидеры. Какие бывают виды антенн и фидеров. Каковы основные характеристики антенно-фидерных устройств. Где применяются антенно-фидерные системы.

Что такое антенно-фидерные устройства и как они работают

Антенно-фидерные устройства (АФУ) — это совокупность антенны и фидерного тракта, которые обеспечивают передачу сигналов в системах радиосвязи. Основные компоненты АФУ:

• Антенна — устройство для излучения или приема радиоволн
• Фидер — линия передачи сигнала между антенной и радиооборудованием
• Согласующие устройства
• Разъемы и соединители

Принцип работы АФУ заключается в следующем:

1. При передаче сигнала фидер проводит энергию от передатчика к антенне
2. Антенна преобразует электрические колебания в электромагнитные волны и излучает их в пространство
3. При приеме антенна улавливает электромагнитные волны и преобразует их в электрические сигналы
4. Фидер передает принятый сигнал от антенны к приемнику

Основные виды антенн и их характеристики

Существует множество типов антенн, различающихся по конструкции и характеристикам. Основные виды антенн:

• Проволочные (дипольные, рамочные)
• Апертурные (рупорные, параболические)
• Антенные решетки
• Микрополосковые антенны

Ключевые характеристики антенн:

• Диаграмма направленности — зависимость излучаемой мощности от направления
• Коэффициент усиления — отношение излучаемой мощности к мощности изотропного излучателя
• Входное сопротивление — комплексное сопротивление антенны в точке питания
• Полоса пропускания — диапазон частот, в котором антенна эффективно работает
• Поляризация — ориентация вектора электрического поля излучаемой волны

Виды фидеров и их особенности

Основные типы фидеров, применяемых в АФУ:

• Двухпроводные линии
• Коаксиальные кабели
• Волноводы
• Микрополосковые линии

Особенности различных фидеров:

• Двухпроводные линии просты и дешевы, но подвержены помехам
• Коаксиальные кабели обеспечивают хорошее экранирование сигнала
• Волноводы имеют низкие потери на высоких частотах
• Микрополосковые линии компактны и используются в СВЧ-диапазоне

Основные характеристики фидерных трактов

Ключевые параметры фидерных линий включают:

• Волновое сопротивление — отношение напряжения к току бегущей волны
• Коэффициент затухания — ослабление сигнала на единицу длины
• Максимальная передаваемая мощность
• Диапазон рабочих частот
• Коэффициент стоячей волны (КСВ) — мера согласования линии с нагрузкой

Применение антенно-фидерных устройств в различных системах связи

АФУ широко используются в следующих областях:

• Мобильная связь (базовые станции сотовых сетей)
• Спутниковая связь и телевидение
• Радиовещание и телевидение
• Радиолокация и радионавигация
• Системы беспроводной передачи данных (Wi-Fi, Bluetooth)
• Специальные системы связи (военные, аварийные службы)

Особенности проектирования и монтажа антенно-фидерных систем

При создании АФУ необходимо учитывать следующие аспекты:

• Выбор оптимального типа антенны и фидера для конкретной задачи
• Согласование импедансов антенны, фидера и оборудования
• Минимизация потерь в фидерном тракте
• Обеспечение механической прочности и защиты от внешних воздействий
• Соблюдение требований электромагнитной совместимости
• Учет особенностей распространения радиоволн в месте установки

Методы измерения параметров антенно-фидерных устройств

Основные методы контроля характеристик АФУ включают:

• Измерение коэффициента стоячей волны (КСВ)
• Определение диаграммы направленности антенны
• Измерение коэффициента усиления
• Анализ частотных характеристик
• Проверка поляризационных свойств
• Контроль экранирования и уровня паразитного излучения

Для проведения измерений используются специальные приборы — анализаторы антенн, измерители КСВ, векторные анализаторы цепей.

Перспективные направления развития антенно-фидерных устройств

Основные тенденции совершенствования АФУ:

• Разработка компактных многодиапазонных антенн
• Создание адаптивных антенных решеток
• Применение метаматериалов для улучшения характеристик
• Интеграция антенн в корпуса устройств (технология antenna-in-package)
• Развитие технологий формирования луча для систем 5G и 6G
• Совершенствование методов компьютерного моделирования АФУ

Развитие антенно-фидерных устройств играет ключевую роль в повышении эффективности и расширении возможностей современных систем беспроводной связи и передачи данных.

Антенно-фидерные устройства | Основы электроакустики

Главная

Антенно-фидерное устройство

 

(АФУ) — совокупность антенны и фидерного тракта, входящая в качестве составной части в радиоэлектронное изделие, образец, комплекс. АФУ используются для передачи сигналов в системах радиосвязи, радиовещания, телевидения, а также других радиотехнических системах, использующих для передачи сигналов радиоволны. Функция антенны заключается в излучении или приеме электромагнитных волн. Электрическое подключение антенны к источнику (потребителю) может быть непосредственным, а может осуществляться с помощью линии передачи, оснащенной радиочастотными соединителями, т.е. с помощью фидера. Функция фидера — в передаче электромагнитного колебания от радиопередатчика ко входу антенны и передаче электромагнитного колебания от антенны к радиоприемнику.

Антенны   Передающая антенна преобразует энергию волн, поступающих по фидеру от передатчика к антенне, в энергию свободных колебаний, распространяющихся в окружающем пространстве. Передающая антенна должна не просто излучать электромагнитные волны, а обеспечивать наиболее рациональное распределение энергии в пространстве. В связи с этим одной из основных характеристик передающих антенн является диаграмма направленности (ДН) — зависимость излучаемого поля от положения точки наблюдения (точка наблюдения должна находиться в дальней зоне — на неизменно большом расстоянии от антенны). Требования к направленности колеблются в очень широких пределах от близких к направленным (системы радиовещания и эфирного телевидения) до резко выраженной направленности в определенном направлении (дальняя космическая радиосвязь, радиолокация, радиоастрономия и т. д.). Направленность позволяет без увеличения мощности передатчика увеличить мощность поля, излучаемого в данном направлении, а также позволяет уменьшать помехи соседним радиотехническим системам, то есть способствует решению проблемы электромагнитной совместимости (ЭМС). Направленность можно получить только когда размеры антенны существенно превышают длину волны колебаний.

Приёмная антенна улавливает энергию свободных колебаний и превращает её в энергию волн, которая поступает по фидеру на вход приемника. Для приемных антенн диаграмма направленности (ДН) — это зависимость тока в нагрузке антенны, то есть в конечном счете в приемнике, или ЭДС наводимой на входе приемника, от направления прихода электромагнитной волны, облучающей антенну. Наличие направленных свойств у приемных антенн позволяет не только увеличивать мощность выделяемую током в нагрузке, но и существенно ослаблять приём различного рода помех, то есть повышает качество приёма. Любую передающую антенну можно использовать и для приёма электромагнитных волн и вообще говоря, наоборот, однако из этого не следует что они одинаковы по конструкции. Электромагнитная энергия от передающего устройства к антенне и от антенны к приемному устройству передается с помощью фидерного тракта.

Фидеры Важную роль в работе антенных устройств играет линия передач (фидер), которая передаёт энергию от генератора к антенне (в передающем режиме) или от антенны к приёмнику (в режиме приёма). Основные требования к фидеру сводятся к его электрогерметичности (отсутствию излучения энергии из фидера) и малым тепловым потерям. В передающем режиме волновое сопротивление фидера должно быть согласовано с входным сопротивлением антенны (что обеспечивает в фидере режим бегущей волны) и с выходом передатчика (для максимальной отдачи мощности). В приёмном режиме согласование входа приёмника с волновым сопротивлением фидера обеспечивает в последнем режим бегущей волны. Согласование же волнового сопротивления фидера с сопротивлением нагрузки — условие максимальной отдачи мощности в нагрузку приёмника. В зависимости от диапазона радиоволн применяют различные типы фидеров:     двух или много-проводные воздушные фидеры
  

  Волноводы В спутниковых системах связи в качестве фидеров используют круглые, эллиптические и прямоугольные волноводы и коаксиальные кабели. Волноводы в качестве линий передачи СВЧ колебаний, как правило, применяют на частотах свыше 2 ГГц. Круглые волноводы позволяют передавать две волны, имеющие ортогональные поляризации. Основным типом волн является волна Н01. В отечественной технике нашли применение волноводы диаметром 70 мм, используемые в диапазоне 4, 6, 8 ГГц. Затухание ЭМВ в круглом волноводе зависит от его диаметра и рабочей частоты. Для волноводов эллиптических — волной основного типа является волна Н01. Конструктивно он представляет собой полую гофрированную трубу, изготовленную из медной отожженной ленты, на которую наложены защитные оболочки. Такие волноводы получили название ЭВГ (эллиптический волновод гофрированный). Они выпускаются для диапазонов 2, 4, 6, 8, 11 ГГц и отличаются друг от друга размерами и затуханием, изготавливаются требуемой длины без фланцевых соединений и, как правило, при транспортировке наматываются на барабан. Недостатком ЭВГ является относительно большое значение коэффициента отражения. Широкое применение в качестве фидерных трактов нашли волноводы прямоугольного сечения. В них используется основной тип волны Н10. Такие волноводы могут быть жесткой или гибкой конструкции, различной длины. Соединение отрезков волновода осуществляется с помощью фланцев. Подобные волноводы используются в малоканальных СКС в тракте передачи.

Коаксиальные кабели обеспечивают передачу волны типа ТЕМ (плоская поперечная бегущая волна). Коаксиальные кабели имеют маркировку: РК-75-18-12 РК- радиочастотный кабель. Где: 75- волновое сопротивление, Ом; 18- внутренний диаметр внешнего проводника, мм;12- 1- полиэтилен, 2- номер разработки кабеля.

В станциях спутниковой связи коаксиальные кабели используют в тракте приема. В отдельных конструкциях волноводных трактов может применяться специальная система осушки, предназначенная для осушения воздуха во внутренних объемах волноводов. Такие системы нашли применение в линиях передачи энергии с повышенной мощностью сигнала.К элементам фидерных трактов, кроме того, относят: поляризационные селекторы; поляризаторы; циркуляторы.

 

Назначение передающей и приемной антенн

Параметры электромагнитной волны

Технические характеристики антенн

Поляризация электромагнитных волн.

Электромагнитные колебания и волны

Лампа бегущей волны

Типы электромагнитных волн в радиоволноводах

Устройство и принцип действия параболических антенн

Требования охраны труда при обслуживании антенно-мачтовых сооружений и антенно-фидерных устройств \ КонсультантПлюс

Требования охраны труда при обслуживании антенно-мачтовых

сооружений и антенно-фидерных устройств

82. Опасной зоной вокруг мачт и башен при эксплуатации считается зона, граница которой находится от центра основания опоры на расстоянии, равном 1/3 ее высоты.

При работах в опасной зоне разрешается находиться только работникам, непосредственно связанным с выполнением работ. Работы должны выполняться с использованием СИЗ головы (защитных касок).

На антенных полях передающих радиостанций, телецентров, телевизионных ретрансляторов запрещается нахождение лиц, не связанных с их обслуживанием.

83. Подъем работников на антенно-мачтовые сооружения (далее — АМС) запрещается:

1) во время грозы;

2) при гололеде, сильном дожде, снегопаде или тумане;

3) без соответствующих СИЗ;

4) при скорости ветра выше 12 м/с;

5) в темное время суток;

6) на подъемном устройстве, срок очередного испытания которого истек.

В пролетах трубчатых опор, ограниченных сплошными перекрытиями с откидными люками запрещается одновременное перемещение более чем одного работника.

84. Работы на опорах в темное время суток допускаются только во время устранения аварий и ликвидации последствий стихийных бедствий при условии надлежащего освещения мест производства работ.

85. Работники, обслуживающие АМС и антенно-фидерные устройства (далее — АФУ), при выполнении работ обязаны соблюдать следующие требования:

1) окраску опоры производить с использованием лестниц, подмостей, люльки;

2) работы выполнять с применением соответствующих СИЗ. При этом подошва специальной обуви не должна иметь металлических гвоздей.

86. Работы на высоте при обслуживании и ремонте АМС должны выполняться не менее чем двумя работниками, один из которых является наблюдающим.

Наблюдающий должен находиться вне опасной зоны и иметь при себе СИЗ от падения с высоты.

При выполнении работ необходимо соблюдать требования Правил по охране труда при работе на высоте.

87. Сварочные работы разрешается производить с инвентарной люльки подъемного устройства при условии подвески люльки к грузовому канату через изолятор и принятия мер против ее падения.

88. Во время грозы или при ее приближении работы на антенном поле должны быть прекращены, а работники переведены в помещение.

89. На передающих центрах во время одновременного действия нескольких передатчиков работа на опорах, антеннах и фидерах разрешается только после установки переносных заземлений.

90. Работать на АМС и АФУ действующих передающих центров и радиостанций допускается только с разрешения старшего по смене, выдаваемого для производства работ на каждом сооружении и устройстве.

91. АФУ приемных центров обслуживаются без оформления наряда-допуска с записью в оперативном журнале.

92. Разрешение на выполнение работ на АМС выдается старшим по смене после выполнения мероприятий, предусмотренных технологическим регламентом, с соблюдением требований пунктов 85 — 89 Правил.

93. На антенном коммутаторе работник, производящий отключение, вывешивает запрещающий плакат «Не включать! Работают люди».

94. Если у передатчика только одна антенна и работы на ней или фидере антенны ведутся при отключенном передатчике, работы могут выполняться без оформления наряда-допуска с оформлением записи в оперативном журнале.

Старший по смене в этом случае должен отключить разъединитель или рубильник механической блокировки передатчика и вывесить на нем запрещающий плакат «Не включать! Работают люди».

На передатчике с жезловой блокировкой ключ от замка рубильника или разъединителя блокировки выдается ответственному руководителю работ под расписку в оперативном журнале.

95. Работы на фидерных опорах и порталах с несколькими фидерами, из которых хотя бы один находится под напряжением, должны производиться двумя работниками, один из которых должен иметь группу по электробезопасности не ниже IV, другой — не ниже III группы по электробезопасности в соответствии с требованиями Правил по охране труда при эксплуатации электроустановок <21>.

———————————

<21> Приказ Минтруда России от 24 июля 2013 г. N 328н.

Противофазные провода участка фидера передающей антенны, на котором ведутся работы, должны быть закорочены между собой с обеих сторон и заземлены.

Запрещаются ремонтные и другие работы на верхнем фидере, если нижний фидер находится под напряжением.

96. При любых коммутаторах и любой схеме коммутации перед переключением антенны необходимо предварительно выключить анодное напряжение на передатчике.

Работники на антенном поле или внутри антенных павильонов или технических зданий должны переключать фидерные линии в соответствии с инструкцией, в которой учтены существующая на радиоцентре система коммутации и особенности установленного там оборудования.

Перед переключением антенн на фидерном столбе или в отдельном помещении дежурный должен отключить анодное напряжение на передатчике, наложить заземление на фидер, вывесить на разъединитель блокировки плакат «Не включать! Работают люди».

Заземление накладывается на фидер, если переход на другую антенну осуществляется без переключателя, снабженного штурвальным приводом.

Анодные напряжения на передатчик могут быть поданы только после закрытия наряда. Дежурный отключает заземление и снимает запрещающие плакаты.

97. Настройка АФУ передающих радиоцентров и измерения на них, связанные с подключением приводов к частям антенны или фидера, находящихся под напряжением, должны выполняться не менее чем двумя работниками, один из которых должен иметь IV группу по электробезопасности, другие — III группу по электробезопасности в соответствии с требованиями Правил по охране труда при эксплуатации электроустановок <22>.

———————————

<22> Приказ Минтруда России от 24 июля 2013 г. N 328н.

Работы должны выполняться с оформлением наряда-допуска.

Перед началом настройки или измерений работник с IV группой по электробезопасности должен убедиться в отсутствии постоянного напряжения на антенне или фидере и исправности высокочастотных дросселей, предназначенных для стекания статических зарядов.

98. При совместном расположении на опоре АФУ, относящихся к телевизионным, ультракоротковолновым частотной модуляции передатчикам, РРС, работы на опоре разрешаются при условии, что напряженность ЭМП на рабочем месте не превышает установленных гигиенических нормативов <23>. В остальных случаях работы должны производиться при отключении соответствующих передающих устройств.

———————————

<23> Постановление Главного государственного санитарного врача Российской Федерации от 21 июня 2016 г. N 81 «Об утверждении СанПиН 2.2.4.3359-16 «Санитарно-эпидемиологические требования к физическим факторам на рабочих местах» (зарегистрирован Минюстом России 8 августа 2016 г., регистрационный N 43153).

99. Движение транспорта по антенному полю допускается только по трассам, установленным работодателем.

Движение транспорта вне установленных трасс допускается с разрешения работодателя или уполномоченного работодателем должностного лица.

Разрешение выдается на каждую поездку с назначением сопровождающих на время проезда транспорта. При этом должны быть определены места возможных стоянок на антенном поле.

100. Основания антенн-мачт, изолированных от земли, должны быть обнесены оградой с запирающейся калиткой. На ограждении следует вывешивать знак безопасности «Осторожно! Электрическое напряжение». Ключ от замка двери ограждения должен находиться у начальника дежурной смены и выдаваться под расписку в оперативном журнале.

101. В случаях, когда на опоре смонтировано постоянно действующее оборудование нескольких организаций, организацией, на балансе которой находится опора (головная организация), должен быть разработан и утвержден порядок производства работ на опоре организациями-владельцами оборудования, содержащий порядок оформления и выдачи нарядов-допусков на производство работ с повышенной опасностью.

102. При работе на опорах работники должны быть снабжены средствами связи (приемно-передающей радиостанцией, мегафоном, телефоном или переговорным устройством).

103. Подъем на опоры на когтях разрешается при высоте опор не более 16 м.

104. Подъем на опоры высотой более 16 м разрешается:

1) в люльке, поднимаемой с помощью ручной или электрической (при высоте опор более 60 м) лебедки;

2) в лифте;

3) по специально оборудованной лестнице.

105. Во время подъема и работы в люльке инструмент должен быть привязан к конструкции люльки. Мелкий инструмент и детали должны находиться в монтерской сумке, прикрепленной к люльке.

Запрещается класть на конструкции опоры инструмент и другие предметы.

106. При выполнении работ на антенных полях и в помещениях передающих радиостанций должны быть приняты меры безопасности, исключающие поражение работников электрическим током, а также возгорание или взрыв горючих веществ от воздействия электрического тока, наводимого ЭМП на резонирующие колебательные контуры из металлоконструкций, канатов и проводов.

107. В целях защиты работников от наводимого напряжения следует использовать:

1) изоляцию (секционирование изоляторами) несущих канатов, в частности строп монтажных кранов;

2) заземление металлоконструкций и неизолированных (открытых) частей конструкций, шин проводов;

3) шунтирование электрических цепей конденсаторами;

4) подключение к токопроводящим цепям и контурам расстраивающих высокочастотных контуров или элементов;

5) экранирование оборудования и конструкций.

Антенны и фидеры

Антенна представляет собой элемент сопряжения между передающим или приемным оборудованием и средой распространения радиоволн. Антенны, имеющие вид проводов или поверхностей, обеспечивают излучение электромагнитных колебаний при передаче, а при приеме они «собирают» падающую энергию. Антенны, состоящие из проводов небольшого поперечного сечения по сравнению с длиной волны и продольными разрезами, называют проволочными. Антенны, излучающие через свой раскрыв – апертуру, называют апертурными. Иногда их называют дифракционными, рефлекторными, зеркальными. Электрические токи таких антенн протекают по проводящим поверхностям, имеющим размеры, соизмеримые с длиной волны или много большие ее.

Электрическая цепь и вспомогательные устройства, с помощью которых энергия радиочастотного сигнала проводится от радиопередатчика к антенне или от антенны к радиоприемнику, называется

фидером. К фидерам предъявляются следующие требования: потери энергии высокочастотных сигналов в нем должны быть минимальными; они не должны иметь антенного эффекта, т. е. не должны излучать или принимать электромагнитные волны; обладать достаточной электрической прочностью, т.е. передавать требуемую мощность без опасности электрического пробоя изоляции.

Передающие антенны, используемые в километровом и гектометровом диапазонах радиоволн, соединяются с радиопередатчиком с помощью многопроводных коаксиальных фидеров. В декаметровом диапазоне фидеры обычно выполняются в виде проволочных двух- или четырехпроводных линий. К антеннам метровых радиоволн энергия, как правило, проводится с помощью коаксиального кабеля. На более коротких волнах, в частности в сантиметровом диапазоне, фидер выполняется в виде полой металлической трубы – волновода прямоугольного, эллиптического или круглого сечения.

Классификация и способы распространения радиоволн приведены в таблицах ниже.

В пожарной охране применяются радиостанции коротковолнового (КВ) и ультракоротковолнового (УКВ) диапазонов. В таблице 4 приведены тактико-технические характеристики (ТТХ) ряда КВ радиостанций, которые могут быть использованы для организации радиосвязи в пожарной охране и системе связи МЧС России в целом.

Для сокращения обозначения типов радиостанций введены условные обозначения, в которых указываются регистрационный номер, сокращенная запись телефонной радиостанции, верхняя граница выходной мощности диапазонов (300; 50; 5; 0,5), класс радиостанции (1 и 2), вид модуляции (ОМ), шифр станции. Так запись 30РТ-5-2-ОМ («Гроза-2») означает: радиотелефонная радиостанция (РТ), имеющая регистрационный номер 30, выходная мощность передатчика 5 Вт, 2-го класса с однополосной модуляцией, шифр «Гроза-2».

Коротковолновые радиостанции могут иметь дуплексный или симплексный режим, однако чаще используются радиостанции, работающие в симплексном режиме.

Таблица 4 – Тактико-технические характеристики радиостанций

ТТХ	Тип радиостанций
	«Карат-М»	«Нива-М»	«Алмаз-М»	«Гроза-2»	«Родник-2»	«Полоса-2»
Число каналов	1	1	880	4	4	4
Выходная мощность передатчика, Вт	0,5	0,5	4,0	3 (пиковая)	300	Не менее 30
Выходная мощность приемника, Вт	Не менее 0,05	0,2	—	0,01	—	—
Чувствительность приемника, мкВ	3	2	2-12	3	3	3
Дальность связи, км	30-50	Не менее 30	100 и более	До 600	—	300
Напряжение источника питания, В	12 постоянного тока	12 постоянного тока или 127/220, 50 Гц	12,6 постоянного тока	10 или 12 постоянного тока или сеть 220, 50Гц	24 постоянного тока или сеть 127/220, 50Гц	сеть 127/220, 50Гц или постоянного тока
Род работы	Симплексный	Симплексный	Симплексный	Симплексный	Симплексный и дуплексный	Симплексный и дуплексный
Потребляемая мощность, В*А: Прием передача	0,6 2,5	3,4 —	3,5 3,0	1-25 32-100	— 1,8 кВт	50 200
Габаритные размеры, мм	205х95х285	260х230х130 (приемопередатчик) 200х150х165 блок питания	320х135х240	350х280х135 (приемопередатчик) 560х200х200 (генератор ГИП-5) 415х235х145 (приставка сетевая) 315х180х135 (аккумуляторный блок)	660х500х1460 (передатчик) 400х210х310 (приемник) 235х350х120 (блок избирательного вызова)	400х410х356 (передатчик) 355х380х185 (приемник)
Масса, кг	6 приемопередатчик и блок питания	6 (с блоком питания) 3 (блок питания)	До 18	19 (приемопередатчик) 13 (генератор) 19 (антенна)	220; 15; 4	50
Наработка на отказ, ч	1000	1000	1000	2000	1000	600
Гарантийный срок службы, мес.	12	14	12	12	18	12

Радиостанция «Карат-М» предназначена для организации телефонной радиосвязи в геологической службе, лесной промышленности, с/х и т.д. Создана для работы в полевых условиях, проста и удобна в обслуживании.

Радиостанция «Нива-М» (радиотелефон сельский) предназначена для организации бесподстроечной симплексной радиотелефонной связи в различных отраслях н/х.

Радиостанция «Алмаз-М» предназначена для беспоисковой симплексной телефонной и телеграфной радиосвязи в различных отраслях н/х.

Радиостанция «Гроза-2» предназначена для организации симплексной телефонной и телеграфной радиосвязи. Выпускается в двух вариантах: переносном и стационарном.

Радиостанция «Родник-2» предназначена для организации беспоисковой и бесподстроечной симплексной и дуплексной телефонно-телеграфной радиосвязи на значительных расстояниях. Работает на одной из присваиваемых ей фиксированных частот и обеспечивает автоматический избирательный вызов любого из 36 абонентов.

По своим тактико-техническим характеристикам радиостанция «Полоса-2» наиболее полно удовлетворяет требованиям организации радиосвязи в пожарной охране на большие расстояния. Эта коротковолновая радиостанция используется для осуществления связи между гарнизонами либо подразделениями одного гарнизона, находящимися на расстоянии друг от друга от 50 до 300 км. Может использоваться как в стационарных, так и полевых условиях.

Достаточно широко в пожарной охране применяются радиостанции типа «Пальма», обеспечивающие беспоисковую, бесподстроечную телефонную радиосвязь с однотипными радиостанциями. Работает в симплексном режиме с частотной модуляцией.

Носимые радиостанции предназначены в основном для организации связи на месте пожара. В последнее время они все чаще используются в подразделениях пожарной охраны, занимающихся профилактикой. Носимые радиостанции типа «Сирена» и «Транспорт -Н» позволяют осуществлять совместную работу со стационарными и мобильными радиостанциями «Пальма». Для совместной работы с радиостанциями «Гранит» предназначены носимые радиостанции «Кактус» и портативные «Ласточка». Носимые и портативные радиостанции имеют небольшие габариты и массу, отличаются простотой в обращении. В комплект радиостанций входят приемопередатчики, выносной манипулятор, антенна, сумка (или ремень) для переноски радиостанции, три аккумуляторных блока питания.

В последнее время внедряется многоканальная система радиосвязи «Виола», которая предназначена для организации низовой УКВ-радиосвязи в органах внутренних дел или в подразделениях ГПС на территории большого города или области. В состав комплекса «Виола» входят центральная, стационарная, мобильные, мотоциклетные и носимые радиостанции; устройства селекторного вызова, дистанционного управления, выхода на телефонную сеть, ретрансляции сообщений и т. д.

Антенно-фидерная кабельная система базовой станции

Фидерная система базовой станции разделена на антенну, фидерную систему и устройство поддержки, крепления и защиты фидерной системы. Производительность самой антенны напрямую влияет на производительность всей фидерной системы и играет решающую роль. Фидерная система хорошо стыкуется при монтаже, что напрямую влияет на работоспособность антенны.
Питающий кабель, коаксиальный кабель
Провод, передающий сигналы между передающим устройством и антенной. Равномерное характеристическое сопротивление и высокие обратные потери являются наиболее важными характеристиками передачи фидерного кабеля. По характеристикам кабели делятся на стандартный фидерный кабель, фидерный кабель с низкими потерями и сверхгибкий фидерный кабель.

Перемычка
Перемычка на крыше: между NodeB и основным питающим кабелем обычно используется сверхгибкая перемычка длиной 2 м 1/2 дюйма
. Антенная перемычка: между антенной и основным фидерным кабелем, обычно используется сверхгибкая перемычка длиной 3 м 1/2 дюйма

Комбайнер
Объединитель — это радиочастотное устройство, которое принимает в сигнал два или более разных частотных диапазона; вносимые потери цепи обычно меньше 0,6 дБ, а вносимые потери относятся к затуханию, возникающему в линии передачи при подключении к устройству.

Гибридный соединитель
Ответвитель — это тот же диапазон частот разветвителя, который в основном используется для базовой станции на другой несущей частоте совместной дороги. Изоляция между его входным портом и выходным портом превышает 20 дБ.

Выпуск башни (TMA)
Tower Top Amplifier — это малошумящий усилитель, устанавливаемый под антенной, для компенсации потерь восходящего сигнала в фидере, что позволяет снизить коэффициент шума системы, улучшить чувствительность базовой станции, расширить радиус покрытия восходящего канала. В основном используется для решения базовой станции мобильной связи, где покрытие восходящей линии связи ограничено. TMA компенсирует потери в фидере, снижает коэффициент синтетического шума базовой станции и улучшает покрытие восходящей линии связи. Рекомендуется, чтобы длина фидера превышала 50 м. Использование TMA может компенсировать потери в фидере примерно на 3 дБ. TMA является частью верхней части оборудования башни, выбор башни снижает надежность системы, увеличивается сложность обслуживания. Увеличьте вносимые потери фидерного канала нисходящей линии связи, чтобы можно было использовать нисходящую линию связи для снижения эффективной мощности, влияющей на покрытие нисходящей линии связи.

Грозозащитный разрядник, разрядник перенапряжения
Принцип работы аналогичен полосовому фильтру. В рабочей полосе частот он эквивалентен бесконечному импедансу в основном коаксиальном кабеле, в то время как в наиболее разрушительном для молнии диапазоне частот 100 кГц или ниже, демонстрирующем избирательность по частоте, с сильным затуханием, так что его разрушительная энергия управляет заземляющим устройством, не вызывая повреждение оборудования.

Соединитель, зажим фидера, комплект заземления
Разъем типа N представляет собой разъем средней и высокой мощности с резьбовой соединительной структурой, который обладает характеристиками сильной виброустойчивости, высокой надежности, отличными механическими и электрическими свойствами и широко используется в радиооборудовании и инструментах для соединения коаксиальных кабелей RF в вибрация и суровые условия окружающей среды. Зажим фидера
обычно используется для фиксации положения фидера, чтобы обеспечить надежную и красивую установку фидера. Зажим питателя обычно делится на зажим питателя с одним проходом, зажим с двойным проходом, зажим с тройным проходом в соответствии с отверстиями.
Комплект заземления будет применяться к системе заземления фидера, играя роль безопасности и защиты от молнии.

Антенна
Используется для приема и отправки беспроводных сигналов, общих с однополярными антеннами, биполярными антеннами и всенаправленными антеннами.

---

О ВОЛДЕ 
 
Мы являемся опытным производителем телекоммуникационных услуг и ведущим поставщиком аксессуаров для BTS в Китае с 2005 года. Имея многолетний опыт производства и богатый опыт в телекоммуникационной отрасли, Volda создала два производственных участка, чтобы предоставить нашим клиентам полную линейку аксессуаров для коаксиальных кабелей и защиты от атмосферных воздействий. мир. Мы также предоставляем 3-летнюю гарантию на всю нашу продукцию.

Наши продукты были выбраны и используются как операторами, так и дистрибьюторами по всему миру, охватывая Северную Америку, Европу, Южную Америку, Ближний Восток и т. д. И у нас есть следующие преимущества: 
► Профессиональная командная работа
► Опыт производства и индивидуальный дизайн
► Собственный инструментальный цех
► Контроль качества от материалов до сборки изделия
► Предоставляются бесплатные образцы, отличная экспортная упаковка

Профессиональный производитель и поставщик радиочастотных коаксиальных кабелей и аксессуаров

Развивайте свой бизнес с надежным поставщиком — Volda с 2005 года

Свяжитесь с нами сейчас
Веб-сайт: www. voldatech.com
Электронная почта: [email protected]
Контактное лицо: г-н Джеймс Гу
Мобильный: 0086 138 5128 3001
WeChat: 0086 138 5128 3001
QQ: 1322022601
Скайп: woxiang.521
Категории продуктов: Коаксиальные кабели | Соединительные кабели и разъемы | Захваты для протягивания кабеля | Кабельные крепления | Кабельные зажимы | Кабельный ввод и чехлы | Погодостойкие корпуса | Шины заземления | Комплекты заземления | Крепления для труб

                              

Антенный двойной фидер » Electronics Notes

Балансный антенный фидер может обеспечить некоторые явные преимущества, когда он используется с симметричной антенной для систем КВ-радиосвязи и т.п.

---

Учебное пособие по коаксиальному кабелю Включает:
ВЧ фидеры — типы Коаксиальный кабель / коаксиальный фидер Сбалансированный питатель Волновод

---

Сбалансированный антенный фидер также известен под несколькими другими названиями, включая двойной фидер и ленточный фидер. Термин «открытый механизм подачи проволоки» или «открытая линия передачи проволоки» часто используется для описания конкретной формы сбалансированного механизма подачи, состоящего из двух отдельных проводов с прокладками.

Балансный фидер — это форма антенного фидера, которую можно использовать для питания симметричных антенн (т. е. антенн, у которых нет одного соединения с землей).

Балансный фидер в основном используется на частотах ниже 30 МГц, но теоретически его можно использовать на любой частоте. Он также имеет тенденцию использоваться для ВЧ-радиосвязи, часто со станциями средней или относительно высокой мощности, где могут быть выполнены его особые требования.

Как видно из названия, сбалансированный фидер имеет то преимущество, что он сбалансирован, т.е. не имеет заземления с одной стороны. В дополнение к этому может быть предусмотрена форма антенного фидера, обеспечивающая низкий уровень потерь при условии, что он не проходит близко к другим объектам.

Балансный фидер используется реже, чем коаксиальный фидер или коаксиал, одной из основных причин этого является то, что на него влияют близкие предметы и в результате он не так удобен в использовании. Он не работает хорошо, если он проходит через дом так же, как это может быть достигнуто с помощью коаксиального фидера.

Основы сбалансированного фидера

Балансный или сдвоенный фидер состоит из двух параллельных проводников, в отличие от коаксиального кабеля, состоящего из двух концентрических проводников. Эти два провода удерживаются на постоянном расстоянии друг от друга либо за счет непрерывного или почти непрерывного пластикового промежутка между двумя проводами, либо с помощью прокладок, размещенных вдоль двух проводов через равные промежутки.

При передаче радиочастотных сигналов токи, протекающие по обоим проводам, текут в противоположных направлениях, но равны по величине. В результате однородной структуры питающей линии поля, создаваемые протекающими токами, генерируют равные и противоположные электромагнитные поля, которые стремятся нейтрализовать друг друга. Результатом является минимальное излучение или наводка и минимальные потери вдоль симметричного фидера (если сопротивление проводов низкое).

Для удовлетворительной работы сбалансированного фидера необходимо поддерживать баланс между двумя проводами. Любой дисбаланс заставит его излучать или принимать сигналы. Даже близлежащие объекты могут вызвать дисбаланс.

Именно по этой причине размещение фидера этого типа вокруг зданий или даже внутри них приводит к значительному падению производительности.

Кроме того, для обеспечения эффективной работы расстояние между проводниками обычно составляет около 0,01 длины волны.

Из-за требуемого расстояния симметричные каналы, как правило, более широко используются для приложений ВЧ и редко используются для приложений радиосвязи ОВЧ, УВЧ и т. д. Другая причина заключается в том, что он, как правило, используется для ВЧ-радиосвязи, заключается в том, что для ОВЧ и УВЧ большинству приложений, как правило, требуется гибкость коаксиального кабеля, когда установкам требуется, чтобы фидер располагался в непосредственной близости от других объектов.

Двойной фидер — форма сбалансированного фидера

Полное сопротивление балансного фидера

Как и в коаксиальном кабеле, импеданс двойного фидера определяется размерами проводников, расстоянием между проводниками и диэлектрической проницаемостью материала между ними. Импеданс можно рассчитать по приведенной ниже формуле.

Z0=276log10(Dd)ɛ

Где
D — расстояние между двумя проводниками
d — внешний диаметр проводников
ε — диэлектрическая проницаемость материала между двумя проводниками

Например, при использовании провода 18 SWG диаметром 0,125 мм, т. е. радиусом 0,625 мм, и расстоянием между жилами 27 мм, это дает импеданс 451 Ом, т. е. практически 450 Ом

Типы сбалансированных питателей

Сбалансированный питатель может принимать различные формы. Различные форматы используются для разных приложений, поскольку каждый тип имеет разные физические характеристики.

• Открытое устройство подачи проволоки:   Устройство подачи открытой проволоки может быть изготовлено из двух проволок, проложенных параллельно друг другу. Распорки используются каждые пятнадцать-тридцать сантиметров, чтобы сохранить расстояние между проводами. Обычно они изготавливаются из пластика или другого изоляционного материала. Обычно этот фидер может иметь импеданс около 600 Ом, хотя это очень зависит от провода и используемого расстояния.

  Открытый механизм подачи проволоки часто используется для КВ антенн систем радиосвязи. Расстояние обычно составляет несколько сантиметров (два дюйма или около того), но это очень сильно зависит от используемых прокладок. Открытый механизм подачи проволоки обычно не покупается, а изготавливается из проволоки и прокладок, которые можно купить в специализированных магазинах радиолюбителей или антенн.

  Обычно провод и расстояние выбираются так, чтобы обеспечить требуемый импеданс.

• Ленточное сбалансированное устройство подачи:   Фидер также можно приобрести в виде плоского ленточного фидера на 300 Ом, состоящего из двух проводов, разделенных прозрачным пластиком. Это наиболее распространенная форма, которая используется для изготовления временных УКВ-FM-антенн. При использовании снаружи этот тип поглощает воду пластиковым диэлектриком. Это не только значительно увеличивает потери во влажные дни, но и поглощаемая влага вызывает окисление проволоки, что, в свою очередь, приводит к увеличению потерь в долгосрочной перспективе.

  Эта форма сбалансированного фидера редко используется для высокопроизводительных приложений. Он наиболее широко используется для домашнего FM-радио и очень немногих других приложений. Некоторые VHF FM-тюнеры имеют балансный вход 300 Ом для этого типа антенны. Часто его можно подавать с помощью устройства подачи ленты.

  Не следует путать этот «ленточный» кабель с многожильным ленточным кабелем, который часто бывает разноцветным или серо-голубым и используется для подключения цифровых цепей с помощью разъемов с врезной изоляцией.

• Лестничная линия: Кормушку также можно купить с черным пластиковым диэлектриком с овальными или прямоугольными отверстиями в диэлектрическом промежутке. Они придают кормушке вид, немного напоминающий лестницу. Этот тип дает гораздо лучшие характеристики, чем разновидности из прозрачного пластика, которые впитывают воду при использовании снаружи. Соответственно, его можно использовать во многих дипольных и других антенных системах для КВ-радиосвязи.

  Лестничную линию

  можно купить с различными значениями импеданса. Типичные значения составляют 300 Ом и 450 Ом.

• Гибкий кабель 75 Ом:   Этот тип балансного фидера немного похож на обычный слаботочный двойной сетевой гибкий кабель. В нем каждый провод изолирован, а весь кабель имеет дополнительный изолирующий слой. На самом деле в этом приложении часто можно использовать слаботочный кабель, потому что его ВЧ-импеданс очень близок к 75 Ом.

  Этот фидер 75 Ом можно использовать для питания полуволнового диполя, а затем для перехода на коаксиальный кабель с помощью балуна 1:1 в подходящей точке. Это позволяет использовать симметричный фидер с малыми потерями на открытом воздухе в сочетании с удобством коаксиального кабеля для прокладки внутри зданий. Тем не менее, большим преимуществом открытого механизма подачи проволоки является то, что диэлектриком является воздух, а потери чрезвычайно малы. Этот кабель заключен в пластмассу, и часто провода изолированы, поэтому это внесет в систему некоторые дополнительные потери.

Изготовление сбалансированной кормушки Open Wire

Очень легко изготовить отрезок открытого механизма подачи проволоки при наличии необходимых компонентов. На самом деле все, что нужно, это два провода одинаковой длины и достаточное количество прокладок.

Провод может быть подходящим проводом: жесткотянутый медный антенный провод хорош тем, что он не растягивается: возможно, фидер будет висеть немного неравномерно, и это может растянуть один провод больше, чем другой, что приведет к неравной длине и, следовательно, к дисбалансу. .

Прокладки могут быть практически любым изолирующим диэлектриком, который можно прикрепить к обоим проводам. Можно купить специально изготовленные пластиковые прокладки у специалиста по радиолюбительским антеннам или альтернативно другой пластиковый материал с просверленными отверстиями для прохождения проводов. Один человек даже использовал старые пластиковые футляры для шариковых ручек, но потребовалось бы много писать, чтобы израсходовать достаточное количество ручек для этого.

Должен быть метод закрепления распорок на месте — купленные обычно «защелкиваются» на проводе, но самодельные требуют фиксации — капля эпоксидного клея на проводе по обе стороны от распорки должна работать.

По крайней мере, с самодельными прокладками можно выбрать расстояние, чтобы получить требуемое расстояние и, следовательно, характеристическое сопротивление фидера для используемого провода.

Распорки должны располагаться на одинаковом расстоянии по длине питателя.

Использование сбалансированного питателя

Существует ряд моментов, на которые следует обратить внимание при использовании сбалансированного питателя, чтобы получить наилучшую производительность и гибкость.

• Держитесь подальше от близлежащих объектов и особенно зданий:   Для эффективной работы сбалансированного фидера поля от двух проводов должны уравновешивать друг друга. Это может произойти только при использовании кормушки на открытых пространствах. Если они приклеены к башне или находятся в непосредственной близости от нее, если они занесены в здание и т. д., то нарушается баланс и кормушка не будет работать корректно. В этих условиях он может излучать и принимать сигналы по длине фидера в степени, зависящей от дисбаланса. Также увеличится уровень потерь.

  В результате балансный фидер, как правило, используется для подключения к антенне, чтобы учесть малые потери и высокий КСВ, а затем возможен переход на коаксиальный кабель — это должно быть сделано правильно.

• Используйте балун для преобразования в коаксиальный:   Для многих систем радиосвязи необходимо перейти от симметричного фидера к коаксиальному кабелю. Это достигается с помощью элемента, называемого балуном. Это bal ances to и сбалансированный переход. Существует множество способов реализации балуна, от использования трансформатора до дросселей и т. д.

  Примечание по антенным балунам:

  Балуны используются со многими антеннами и их системами питания для перехода от симметричной системы к несимметричной или наоборот. Они могут принимать различные формы и использоваться во многих антенных системах.

  Подробнее об антенных балунах.

• Используйте ATU:   Одним из преимуществ использования сбалансированного фидера является низкий уровень потерь. Соответственно, они могут очень удовлетворительно работать с высокими уровнями КСВ, и на самом деле многие антенны предназначены для работы таким образом. Несмотря на необходимость перехода от симметричного к несимметричному, также необходимо обеспечить хорошее согласование, особенно для любого используемого передатчика.

• Низкие потери:  Одним из преимуществ использования симметричного фидера является то, что он имеет низкие потери по сравнению с коаксиальным кабелем — это действительно относится к открытому проводному формату. Здесь для разделения проводов используются небольшие прокладки, но большая часть диэлектрика состоит из воздуха, что обеспечивает чрезвычайно низкий уровень потерь. Если длинные участки фидера можно держать на открытом воздухе, то его можно использовать с пользой, а переход на коаксиальный кабель можно осуществить, когда он находится вблизи здания и т. д.

Хотя симметричный фидер используется менее широко, чем коаксиальный кабель, он может быть использован с очень хорошим эффектом в ряде различных приложений, особенно для различных форм антенн, используемых для ВЧ-радиосвязи.

Дополнительные темы об антеннах и распространении:
ЭМ волны Распространение радио Ионосферное распространение Грунтовая волна Разброс метеоров Тропосферное распространение Основы антенны Кубический четырехугольник Диполь Отключить Ферритовый стержень Логопериодическая антенна Антенна с параболическим отражателем Антенны с фазированной решеткой Вертикальные антенны Яги Заземление антенны телевизионные антенны Коаксиальный кабель Волновод КСВ Антенные балуны MIMO
    Вернитесь в меню «Антенны и распространение». . .

Полное сопротивление антенны » Примечания по электронике

Полное сопротивление антенны является ключевым элементом, определяющим ее характеристики. Для достижения максимального КПД его фидер должен иметь одинаковый импеданс.

---

Основы антенны Включает:
Основы теории антенн Поляризация Антенна ближнего и дальнего поля Резонанс и пропускная способность Усиление и направленность Полное сопротивление подачи Методы согласования антенн

---

Одним из аспектов радиоантенн, которому уделяется много внимания, является импеданс канала, так как он может иметь большое влияние на характеристики антенны.

Радиоантенна подобна любой другой форме радиочастотной нагрузки или источника сигнала. Он имеет сопротивление нагрузки или источника.

Причина, по которой импеданс антенны так важен, заключается в том, что для получения оптимальных характеристик фидер антенны должен быть согласован с антенной для обеспечения максимальной передачи мощности.

Соответственно, важно понимать импеданс любой антенны, чтобы получить наилучшие характеристики.

Основные сведения об импедансе облучателя антенны

Этот импеданс известен как импеданс фидера антенны. Это сложный импеданс, который состоит из нескольких составляющих: сопротивления, емкости и индуктивности.

Полное сопротивление антенны зависит от ряда факторов, включая размер и форму РЧ-антенны, рабочую частоту и окружающую среду. Видимый импеданс, как правило, сложный, т. е. состоящий из резистивных и реактивных элементов.

Когда сигнал подается от источника сигнала, либо напрямую, либо через фидер, тогда он будет иметь определенный импеданс, и это влияет на то, как сигнал принимается антенной и передается мощность.

То же верно и в обратном направлении для сигналов, которые антенна «получила из эфира» и которые необходимо передать либо напрямую, либо через фидер или линию передачи к приемнику.

Значение импеданса облучателя антенны

Легче представить мощность, поступающую из фидера в антенну, и хотя будет описано это направление передачи мощности, то же самое происходит и в противоположном направлении, когда антенна используется для приема.

Все фидеры и даже источники радиочастотного сигнала имеют волновое сопротивление, и все антенны имеют импеданс фидера. Для передачи максимальной мощности импедансы должны совпадать.

Возьмем пример фидера 50 Ом, подключенного к антенне 50 Ом. Фидер сможет подавать мощность, которая имеет напряжение и ток с отношением, эквивалентным 50 Ом

Однако, если фидер 50 Ом подключен к антенне 75 Ом, соотношение напряжения и тока фидера не будет соответствовать соотношению антенны. Поскольку антенна может принимать только мощность, отношение напряжения к току которой соответствует 75 Ом, она не может принимать всю мощность.

Если фидер подает 50 вольт на 1 ампер, то антенна может принять 50 вольт, но только на 0,66667 ампер (что соответствует соотношению 75 Ом).

Мощность отражается, когда импедансы фидера и нагрузки не совпадают.

Оставшаяся мощность отражается обратно вдоль фидера, и принимается только часть мощности. Также вдоль фидера формируются стоячие волны, имеющие впадины и пики напряжения и тока.

Примечание по коэффициенту стоячей волны, КСВ и КСВ:

Стоячие волны часто связаны с радиочастотными фидерами и генерируются при несоответствии импеданса фидера и импеданса нагрузки. При несоответствии мощность отражается, и объединенные напряжения и токи прямой и отраженной мощности образуют вдоль фидера стоячие волны.

Подробнее о Коэффициент стоячей волны по напряжению, КСВН.

Резистивные элементы сопротивления облучателя антенны

Резистивные элементы состоят из двух компонентов. Они складываются вместе, чтобы сформировать сумму общих резистивных элементов.

• Сопротивление потерь:   Сопротивление потерь возникает из фактического сопротивления элементов ВЧ-антенны, и мощность, рассеиваемая таким образом, теряется в виде тепла. Хотя может показаться, что сопротивление «постоянному току» низкое, на более высоких частотах проявляется скин-эффект, и используются только площади поверхности проводника. В результате эффективное сопротивление выше, чем было бы измерено при постоянном токе. Он пропорционален окружности проводника и квадратному корню из частоты.

  Сопротивление может стать особенно значительным в сильноточных участках РЧ-антенны, где эффективное сопротивление низкое. Соответственно, чтобы уменьшить влияние сопротивления потерь, необходимо обеспечить использование проводников с очень низким сопротивлением.

• Радиационная стойкость: Другим резистивным элементом импеданса является «радиационная стойкость». Это можно рассматривать как виртуальный резистор. Это происходит из-за того, что мощность «рассеивается», когда она излучается радиочастотной антенной.

  Цель состоит в том, чтобы таким образом «рассеять» как можно больше энергии. Фактическое значение сопротивления излучения варьируется от одного типа антенны к другому и от одной конструкции к другой. Это зависит от множества факторов. Однако, чтобы дать представление о том, какие цифры можно ожидать, типичный полуволновой диполь, работающий в свободном пространстве, имеет радиационное сопротивление около 73 Ом.

  Другие типы антенн будут иметь другие уровни радиационной стойкости, и даже радиационная стойкость диполя будет значительно различаться в зависимости от наличия поблизости объектов. Например, диполь используется в качестве основного активного или ведомого элемента в антенне Yagi. Паразитные элементы по обе стороны от диполя, которые придают всей антенне ее диаграмму направленности, приводят к значительному падению входного импеданса диполя, часто до 20 Ом или меньше.

Реактивные элементы антенны

Имеются также элементы, реагирующие на полное сопротивление подачи. Они возникают из-за того, что элементы антенны действуют как настроенные цепи, обладающие индуктивностью и емкостью.

При резонансе, когда работает большинство антенн, индуктивность и емкость компенсируют друг друга, оставляя только сопротивление комбинированного сопротивления излучения и сопротивления потерь.

Изменение импеданса антенны

Однако по обе стороны от резонанса импеданс облучателя быстро становится либо индуктивным (при работе выше резонансной частоты), либо емкостным (при работе ниже резонансной частоты).

Факторы, влияющие на импеданс антенны

Сопротивление облучателя различных антенн может сильно различаться. Некоторые могут иметь низкий импеданс, тогда как другие могут иметь гораздо более высокий импеданс.

Понимание того, почему разные антенны имеют разные значения импеданса, позволяет использовать правильные методы подачи и улучшать их характеристики.

Существует множество причин, по которым сопротивление облучателя различных антенн меняется. Мы включили некоторые из основных причин ниже:

• Точка подачи: Точка подачи антенны оказывает большое влияние на видимый импеданс подачи.

  Формы сигналов тока и напряжения на полуволновом диполе

  Возьмем пример полуволнового диполя. Видно, что ближе к концу проводника ток минимален, а напряжение максимально. И наоборот, в центре ток максимален, а напряжение минимально. В результате диполь с центральным питанием имеет низкий импеданс питания (фактически 73 Ом в свободном пространстве). Это согласуется с законом Ома, согласно которому низкое напряжение, деленное на ток, дает низкий импеданс.

  Если антенна питается с конца, то она питается в точке напряжения, и импеданс питания будет высоким.

  Обычно предпочтительны точки питания с низким импедансом, поскольку часто используется коаксиальный кабель, который имеет относительно низкий импеданс. 50 Ом является стандартным для большинства приложений, включая радиосвязь, профессиональное использование и т. п., но для домашнего вещания, т. е. телевидения и радио, стандартный импеданс составляет 75 Ом.

• Близость других объектов:  Обнаружено, что если другие объекты находятся близко к антенне, это оказывает большое влияние на импеданс облучателя.

  Например, диполь используется в более крупной антенне Yagi, тогда паразитные элементы резко снижают импеданс фидера. с отражателем и директорами входное сопротивление диполя может упасть со значения в свободном пространстве 73 Ом до значений 20 Ом или меньше.

• Высота над землей:   Одной из основных проблем для ВЧ-антенн с точки зрения входного импеданса, а также многих других аспектов их работы является высота над землей. Земля будет иметь большое влияние на импеданс, будь то горизонтальная антенна или вертикальная антенна. Как правило, когда он становится выше над землей с точки зрения количества длин волн над землей, эффект уменьшается, но вблизи земли он оказывает большое влияние.

• Тип антенны: Тип антенны также оказывает большое влияние на импеданс фида. Влияние оказывают не только такие элементы, как положение облучателя вдоль антенны, но и другие аспекты, например, является ли антенна горизонтальным диполем или вертикальной четвертьволновой антенной.

Существует множество факторов, влияющих на импеданс антенны. При установке или проектировании антенны это следует учитывать, чтобы обеспечить оптимальную подачу.

Эффективность

Естественно, важно обеспечить, чтобы доля мощности, рассеиваемой на сопротивлении потерь, была как можно меньше, оставляя наибольшую долю рассеиваемой на сопротивлении излучения в виде излучаемого сигнала. Отношение мощности, рассеиваемой на сопротивлении излучения, к мощности, подводимой к антенне, является эффективностью.

Для обеспечения максимальной эффективности можно использовать различные средства. К ним относятся использование оптимальных материалов для проводников для обеспечения низких значений сопротивления, проводников с большой окружностью для обеспечения большой площади поверхности для преодоления скин-эффекта и отказ от использования конструкций, в которых присутствуют очень высокие токи и низкие значения импеданса питания.

Другие ограничения могут потребовать, чтобы не все эти требования могли быть выполнены, но, используя инженерную оценку, обычно можно получить подходящий компромисс.

Можно видеть, что импеданс облучателя антенны особенно важен при рассмотрении любой конструкции радиочастотной антенны. Однако путем максимизации передачи энергии путем согласования фидера с импедансом фидера антенны можно оптимизировать конструкцию антенны и получить наилучшие характеристики.