Розділ 1. Основні характеристики й параметри антен
Лекція 1. Основні радіотехнічні характеристики передавальних антен
1.1 Призначення та класифікація антен
Антеною називається радіотехнічний пристрій, який призначений для випромінювання й прийому електромагнітних хвиль (ЕМХ). Тобто антена перетворює струми НВЧ для поширення в просторі ЕМХ. Вона також здійснює зворотне перетворення. В обох випадках основним фізичним процесом у розглянутому пристрої є взаємодія зарядів з електромагнітним полем.
Велика розмаїтість антен приводить до необхідності їхньої класифікації. В основу класифікації покладено три основних ознаки:
область використання;
діапазон хвиль;
конструкція й принципи роботи.
По першій ознаці антени поділяються на зв'язкові, радіолокаційні, радіонавігаційні, телевізійні.
По діапазонам хвиль виділяють п'ять типів антенних систем:
довгохвильової,
середньохвильової,
короткохвильової,
ультракороткохвильові,
антени оптичного діапазону.
Назва діапазонів хвиль та їх межі наведено у табл. 1.1. [3, стор. 129].
Таблиця 1.1
Міжнародна класифікація частотних діапазонів
Номер діапазону |
Найменування діапазону (частотне) |
Умовне позначення (частотне) |
Діапазон частот |
Найменування діапазону (метричне) |
-1 |
Гранично низькі частоти |
ГНЧ (ELF) |
0,03…0,3 Гц |
Гігаметрові хвилі |
0 |
0,3…3 Гц |
Гектомегаметрові хвилі |
||
1 |
3…30 Гц |
Декамегаметрові |
||
2 |
30…300 Гц |
Мегаметрові хвилі |
||
3 |
Ультранизькі частоти |
УНЧ (ULF) |
300…3000 Гц |
Гектокілометрові хвилі |
4 |
Дуже низькі частоти |
ДНЧ (VLF) |
3…30 кГц |
Міріаметрові хвилі |
5 |
Низькі частоти |
НЧ (LF) |
30…300 кГц |
Кілометрові хвилі |
6 |
Середні частоти |
СЧ (МF) |
300…3000 кГц |
Гектометрові хвилі |
7 |
Високі частоти |
ВЧ (НF) |
3…30 МГц |
Декаметрові хвиліё |
8 |
Дуже високі хвилі |
ДВЧ (VHF) |
30...300 МГц |
Метрові хвилі |
9 |
Ультрависокі частоти |
УВЧ (UHF) |
300…3000 МГц |
Дециметрові хвилі |
10 |
Надвисокі частоти |
НВЧ (SHF) |
3…30 ГГц |
Сантиметрові хвилі |
11 |
Гранично високі частоти |
ГВЧ (EHF) |
30...300 ГГц |
Міліметрові |
12 |
300…3000 ГГц |
Дециміліметрові хвилі |
||
13 |
3…30 ТГц |
Сантиміліметрові хвилі |
||
14 |
30...300 ТГц |
Мікрометрові |
||
15 |
300…3000 ТГц |
Децимікрометрові хвилі |
Відповідно до конструкції й принципом дії антен розрізняють:
дротові антени (вібраторні й спіральні);
акустичні антени (рупори);
антени оптичного типу (дзеркальні й лінзові);
щілинні антени;
антени біжної (поверхневої) хвилі;
фазовані антенні ґратки (ФАР);
антени з обробкою сигналу.
Кожний з типів має свої переваги й недоліки. Вибір антени визначається радіотехнічними показниками її роботи. Ці показники діляться на характеристики, що є функціональними залежностями, і параметри, представлені числовими величинами.
Радіотехнічні характеристики передавальних антен відображають залежність формованого ними електромагнітного поля від напрямку випромінювання й частоти випромінюваних коливань.
Основними з них є:
діаграма спрямованості (ДС) антени;
частотна характеристика (ЧХ) антени.
До основних радіотехнічних параметрів передавальних антен відносяться:
ширина діаграми спрямованості антени; рівень паразитних пелюстків;
максимальний коефіцієнт спрямованої дії (КСД);
коефіцієнт корисної дії (ККД);
максимальний коефіцієнт підсилення (КП);
опір випромінювання;
вхідний опір;
гранична потужність випромінювання антени.