Что такое антенна, виды антенн и их применение в радио и связи
Антенны (от лат. слова antenna —- мачта, рея) в передатчиках служат для преобразования радиочастотных электрических колебаний в энергию электромагнитного поля (радиоволн), в приемниках — для преобразования энергии радиоволн в токи радиочастоты.
Любую антенну можно использовать как для передачи, так и для приема, причем ее характеристики (диапазон частот, направленные свойства и др.) сохраняются.
Этим в значительной мере объясняется тот факт, что назначение антенны (приемная или передающая) ее условное обозначение обычно не отражает. Само расположение символа антенны на схеме однозначно определяет ее функцию (напомним, что развитие схемы, как правило, происходит слева направо).
Рис. 1. Обозначение симметричных антенн на схемах.
Общее обозначение антенны применяют в тех случаях, когда нужно показать несимметричную антенну, т. е. антенну, соединяемую с передатчиком или приемником одним проводом (вторым проводам служит земля). Такие антенны используют в диапазонах длинных, средних и коротких воли. В ультракоротковолновом диапазоне, а также в коротковолновом применяют симметричные антенны, т. е. антенны с двухпроводным выходом (или входом). Общее обозначение симметричной антенны отличается от указанных наличием двух выводов (рис. 1,а).
Назначение и особенности антенны в самом общем виде показывают знаками направления распространения потока электромагнитной энергии. Символы приемной, передающей и приемно-передающей антенны, построенные с применением этих знаков, используются во многих схемах.
Стандарт ЕСКД предусматривает специальные знаки для указания таких особенностей антенн, как ширина и характер движения (вращение, качание) главного лепестка диаграммы направленности, тип поляризации, направленность по азимуту и высоте и т. д. В качестве примеров использования таких знаков на рис. 1 показаны условные обозначения вращающейся антенны (б) и антенн с горизонтальной (в) и вертикальной (г) поляризацией.
Для повышения эффективности несимметричных передающих и приемных антенн используют заземление (в простейшем случае — это металлический лист или труба, зарытые на глубину почвенных вод). На схемах заземление изображают тремя короткими штрихами, вписанными в прямой угол (рис. 2,а). Иногда вместо заземления применяют противовес — большое число проводов, натянутых над поверхностью земли на небольшой высоте. Такое устройство обозначают двумя параллельными линиями разной длины, большая из которых символизирует землю (рис. 2, 6).
Рис. 2. Обозначение на схемах заземления.
Рассмотренные условные обозначения построены функциональным методом. Другими словами, за их основу взят общий символ антенны, а характеристики выражены вспомогательными знаками. В радиотехнике такие обозначения применяют в основном в структурных и функциональных схемах, т. е. на первых этапах разработки прибора, когда характеристики антенны определены, а конкретный тип ее еще не выбран.
В принципиальных схемах чаще используют условные графические обозначения, напоминающие предельно упрощенные рисунки конкретных разновидностей антенн. Так, простейшую антенну — несимметричный вибратор (вертикальный провод, штырь) изображают отрезком вертикальной утолщенной линии (рис. 3). Подобные антенны применяют в диапазонах длинных, средних, коротких и ультракоротких волн.
Рис. 3. Антенна — несимметричный вибратор в приемнике.
Однако для хорошей работы такой антенны ее длина должна быть равна примерно четверти длины рабочей волны. В диапазонах коротких и ультракоротких волн, длина которых не превышает нескольких десятков метров, это требование выполнить легко, а вот на средних и тем более на длинных волнах — гораздо труднее, так как четверть длины волны в этих диапазонах достигает сотен метров.
Чтобы не строить дорогостоящие высотные сооружения, к верхнему концу вертикального провода (вибратора) присоединяют один или несколько горизонтальных проводов, действие которых заключается в кажущемся удлинении вибратора. На схемах Г-образную и Т-образную антенны обозначают символами, наглядно передающими их характерные особенности (рис. 4,а, б).
Рис. 4. Обозначение на схемах Г-образных и Т-образных антенн.
У рассмотренных несимметричных вибраторов излучателем (приемником) радиоволн служит вертикальная часть. В диапазонах же коротких и ультракоротких волн в силу особенностей их распространения обычно применяют антенны, у которых рабочими являются горизонтальные части.
Простейшей антенной в эдах диапазонах является симметричный вибратор, представляющий собой два изолированных горизонтальных проводника одинаковой длины, между которыми подключена двухпроводная линия, соединяющая антенну с приемником или передатчиком. Эту линию связи называют фидером (от англ. feeder — питатель). Общая длина вибратора обычно равна примерно половине длины рабочей волны. «
Симметричный вибратор (его условное графическое обозначение показано на рис. 5) обладает явно выраженными направленными свойствами. Лучше всего он принимает или излучает в плоскости, перпендикулярной его оси, хуже всего — в плоскостях, проходящих через нее. Поэтому такую. антенну (например, для приема телевидения) располагают таким образом, чтобы ее горизонтальные части (плечи) были перпендикулярны направлению на телецентр.
Рис. 5. Обозначение антенны «Симметричный вибратор».
На практике часто требуется, чтобы антенна могла излучать или принимать радиоволны в достаточно широкой полосе частот. Достигают этого ис; пользованием в качестве плеч вибратора нескольких параллельных провод,ни ков, соединенных концами.
Антенны такой конструкции, известные под названием диполя Надененко, нашли широкое применение в коротковолновой связи. С той же целью (расширение диапазона частот) телевизионные антенны часто изготовляют из отрезков толстых трубок или применяют сложные вибраторы, например петлевые.
Петлевой вибратор представляет собой два полуволновых вибратора, соединенных концами. Эта особенность конструкции петлевого вибратора нашла отражение и в его условном обозначении (рис. 6).
Рис. 6. Антенна — петлевой вибратор.
Важным условием хорошей работы антенны является согласование ее входного сопротивления с волновым сопротивлением фидера, так как только в этом случае она может излучать или принимать наибольшую мощность. Для согласования антенн с фидером используют специальные устройства в виде отрезков двухпроводных линий или применяют так называемое шунтовое питание вибраторов.
Симметричный вибратор шунтового питания представляет собой сплошной проводник длиной, также равной половине длины волиы. Фидер подключают к нему в двух точках, расположенных симметрично относительно его середины. Изменяя места подключения фидера к вибратору, можно добиться равенству входного сопротивления антенны волновому сопротивлению фидера, т. е. согласования. Точно так же согласовывают с фидером и петлевые вибраторы шунтового питания. Условное обозначение полуволнового вибратора с шунтовым питанием представлено на рис. 7.
Рис. 7. Условное обозначение полуволнового вибратора с шунтовым питанием.
При использовании в качестве фидера коаксиального кабеля возникает необходимость в симметрировании, т. е. создании условий, при которых токи в точках подсоединения к вибратору имеют противоположные фазы. На практике симметрирующее устройство выполняют в виде отрезка кабеля полуволновой длины, согнутого в виде буквы U.
Питание через коаксиальный кабель с симметрирующим устройством такого рода иллюстрирует условное обозначение петлевого вибратора, показанное на рис. 8 (кабель здесь обозначен кружком с отрезком касательной, параллельной линии электрической связи, а согласующее устройство — дугой, соединяющей выводы вибратора).
Рис. 8. Питание через коаксиальный кабель с симметрирующим устройством.
Для связи на коротких волнах антенны должны быть однонаправленными, т. е. излучать и принимать радиоволны они должны только с одного направления. Типичным представителем таких антенн является ромбическая антенна, представляющая собой ромб, выполненный из провода, стороны которого примерно вчетверо больше длины волны. К одному из острых углов антенны подключают двухпроводный фидер, а к другому — поглощающую нагрузку, сопротивление которой равно волновым сопротивлениям антенны и фидера. В условном обозначении ромбической антенны символ резистора (поглощающей нагрузки) уменьшен по сравнению с обычным примерно вдвое. Это делает обозначение антенны более компактным (рис. 9).
Рис. 9. Более компактное обозначение антенны.
В метровом и дециметровом диапазонах волн часто используют антенны «волновой канал», обладающие значительно большим, по сравнению с одиночным вибратором, коэффициентом направленного действия. Такая антенна, кроме основного — активного — вибратора, содержит неоколько пассивных. Один из них, расположенный за активным, называют рефлектором (от лат. reflectere — отражать), остальные (расположенные перед активным) — директорами (directio — направлять). Длина рефлектора — несколько больше, а директоров — несколько меньше длины активного вибратора. На схемах это показывают различной длиной соответствующих символов в условном обозначении антенны «волновой канал» (рис. 10).
Рис. 10. Условное обозначении антенны «волновой канал».
С целью улучшения направленных свойств антенн применяют также металлические рефлекторы в виде согнутых из металлического листа уголков, параболоидов и т. п. Условное обозначение такого рефлектора воспроизводит (конечно, упрощенно) его профиль в сечении. В качестве примера на рис. 11 доказаны условные графические обозначения антенны с излучателем (приемником) в виде симметричного вибратора и уголковым рефлектором (а) и антенны с криволинейным рефлектором (б), вибратор которой питается через коаксиальный кабель (симметрирующее устройство дли простоты не изображено) .
Рис. 11. Обозначения антенн с излучателем (приемником) в виде симметричного вибратора и уголковым рефлектором (а) и антенны с криволинейным рефлектором (б).
Для передачи электромагнитной энергии в диапазонах сантиметровых и миллиметровых волн используют волноводы — металлические Трубы, обычно прямоугольного сечения. Открытый конец волновода излучает электромагнитные волны. Чтобы улучшить излучение, к нему пристраивают пирамидальную воронку, которую называют рупорной антенной. Условное обозначение последней приведено на рис. 12. Здесь уголок, напоминающий гнездо разъемного соединения, символизирует рупор антенны, прямоугольник на присоединенной к нему линии электрической связи — волновод прямоугольного сечения.
Рис. 12. Антенна — пирамидальная воронка.
Улучшение направленных свойств в этих диапазонах волн можно также получить применением металлического рефлектора, поместив в его раскрыв рупорный излучатель (рис. 13). Хорошими направленными свойствами обладает и так называемая диэлектрическая антенна. Она представляет собой сплошной или полый стержень из высококачественного диэлектрика (полистирола, полиэтилена), на основание которого надет металлический стакан, выполняющий функции рефлектора. На расстоянии в четверть длины волны от дна стакана в теле антенны закреплен возбуждающий штырь.
Рис. 13. Рупорный излучатель.
Благодаря особой форме образующей стержня Электромагнитные волны выходят из него под одинаковыми углами к оси, в результате чего и создается направленное излучение. Условное графическое обозначение диэлектрической антенны — узкий заштрихованный наклонными линиями треугольник с линией-выводом от меньшего основания (рис.. 14).
Рис. 14. Условное графическое обозначение диэлектрической антенны.
Широкое применение в радиоприемной технике нашли так называемые магнитные антенны (они реагируют не на электрическую составляющую электромагнитных волн, как все рассмотренные ранее антенны, а на магнитную). Простейшая антенна такого типа — рамка, состоящая из одного или нескольких витков провода. Независимо от формы витков рамочную антенну изображают в виде незамкнутого квадрата с линиями-выводами от соседних сторон (рис. 15).
Рис. 15. Изображение рамочной антенны.
Гораздо чаще используют магнитные антенна с магнитопроводом из феррита. На схемах их обозначают как одну или несколько (по числу обмоток) катушек индуктивности с общим магнитопроводом, но в отличие от последних располагают всегда горизонтально (рис. 16,а).
Рис. 16. Магнитная антенна.
Принадлежность к антенным устройствам показывают общим символом, помещая его над серединой условного обозначения магнитопровода. Обмотки магнитной антенны обычно используют в качестве катушек входных колебательных контуров, поэтому обозначают их кодом катушек — латинской буквой L, а возможность подстройки их индуктивности (перемещением по магнитопроводу) показывают уже знакомым знаком подстроечного регулирования (рис. 16,6).
Литература: В.В. Фролов, Язык радиосхем, Москва, 1998.
Виды телевизионных антенн наружных — Морской флот
В городах кабельное телевиденье практически полностью вытеснило «беспроводных» конкурентов, но все равно спрос на ТВ-антенны есть. Для того чтобы принимать эфирное ТВ нужно подобрать устройство подходящее под вашу местность по конструкции и диапазону. Особенно часто такая необходимость возникает в деревне и частном секторе. В этой статье мы рассмотрим какими бывают антенны для телевизора и как её правильно выбрать.
Основы
Прежде чем перейти к разговору о видах телевизионных антенн стоит рассказать о базовых терминах, которые будут использоваться в статье.
Ретранслятор – устройство которое принимает и усиливает радиосигнал и передаёт окружающим его абонентов. В народе его называют ТВ-вышкой. Её внешний вид вы видите на рисунке ниже.
Антенна – устройство для приема или передачи радиоволн. Её основная задача – преобразовать электромагнитные волны в сигнал (на приеме) и наоборот (для передачи). Её подключают к приемнику, в нашем случае к телевизору. Одними из основных характеристик для потребителя являются диаграмма направленности, коэффициент усиления и рабочая частота.
Усилитель – устанавливается между антенной и приемником. Задача этого устройства усилить полосу частот принимаемого диапазона. О них мы уже писали подробную статью ранее.
Какие бывают антенны?
В разговоре об антеннах для телевизора не совсем рационально использовать «книжную» классификацию этих устройств, это, во-первых, бесполезно, а, во-вторых – будет сложно для неподготовленного читателя. Мы несколько упростим терминологию и расскажем простым языком какие бывают антенны для приема ТВ-сигнала.
Диапазон принимаемых частот ТВ-каналы в РФ и странах бывшего советского союза передаются по метровому (сокращенно МВ – частоты от 30 до 300 МГц) и дециметровому (ДМВ, частоты 300 МГц – 3 ГГц). Основная часть каналов передаётся в ДМВ-диапазоне, а в МВ – в основном местное городское ТВ.
Пример антенны метрового диапазона
Пример антенн для приема дециметровых волн
Комбинированная широкополосная модель
Обобщенно можно выделить широкополосные и узкополосные антенны. Но за широкую полосу принимаемых частот приходится платить качеством приема.
Направленность антенн
Бывают всенаправленные и узконаправленные антенны. Говоря простым языком направленность антенны – это её поле зрения, и чем оно уже, тем большая дальность действия антенны и вы сможете принять сигнал с более удаленного ретранслятора. Большая часть телевизионных антенн направленные, то есть их нужно располагать в пространстве так, чтобы диаграмма её направленности смотрела в сторону расположения ретранслятора.
Диаграмма направленности и коэффициент усиления антенны
Внутренние и внешние антенны
Внутренние или комнатные телевизионные антенны устанавливают в помещении, такие изделия многим знакомы из детства. Они устанавливались либо прямо на телевизор, либо на ближайший подоконник. Обычно выглядели как два «рога» – это были штыревые часто телескопические антенны.
Такие антенны хоть и удобны тем, что практически не требуют настройки, нужно было лишь подключить, а возможно и слегка полиеперемещать по комнате, но хорошего сигнала можно добиться можно если ретранслятор находится не слишком далеко – на расстоянии до 15, а в лучшем случае до 20 км (редко и маловероятно). Хотя на прием влияет и погода и количество преград на пути сигнала, об этом мы поговорим позже.
Один из примеров комбинированной современной комнатной антенны для ТВ
Такие антенны делят на три типа:
1. Штыревые. Штыри могут быть цельными и телескопическими.
2. Рамочные. Металлическая рамка, изогнутая в круглую форму, но это не обязательно форма может и отличаться
3. Комбинированные – совмещенное изделие со штырями и рамкой – так получается добиться большей дальности приема и качества сигнала.
На рисунке выше вы видите комбинированную антенну с рамкой и двумя телескопическими штырями.
Внешние или уличные антенны размещаются на балконе, фасаде дома или на его крыше. В последнем варианте вы можете точно направить антенну на передающую вышку. Обычно их внешний вид подобен тем, что изображена на рисунке ниже.
Но на современном рынке представлены не совсем обычные модели – плоские антенны.
CIFRA-12 – внешняя панельная направленная антенна с усилением до 12 dBi, по заявлениям производителя предназначена для приема цифрового телевиденья DVB-T/DVB-T2
Их еще называют MIMO, панельными или патч-антеннами. Её принимающий элемент выполнен либо из металлических пластин, либо расположен на печатной плате. При прочих равных обеспечивают большую ширину принимаемого канала.
Активные и пассивные
Активные антенны – в них устанавливают усилитель. Он может питаться как от отдельного источника питания 12В, а 5-вольтовые усилители питают либо от источника питания, либо напрямую по кабелю от телевизора или тюнера, если в них, конечно, встроена такая функция.
Пассивные модели работают без усилителя, но и уровень сигнала с них ниже. Это значит, что в удаленной местности их прием телеканалов будет либо затруднен, либо и вовсе невозможен, хотя это сильно зависит от конструкции антенны.
Спутниковые
Спутниковое телевиденье это отдельный вид передачи ТВ-сигнала со спутника на соответствующую антенну.
Различают различные диапазоны частот на который передают сигнал спутники:
L – 1452-1550 МГц и 1610-1710 МГц;
S – 1930-2700 МГц;
C – 3400 -5250 МГц и 5725 – 7075 МГц;
X – 7250-8400 МГц;
Ku – 10,70-12,75 ГГц и 12,75 – 14,80 ГГц;
Ka – 15,40-26,50 ГГц и 27,00 – 30,20 ГГц;
В основном большинство система работают в C и Ku-диапазонах, а в Европе и Америке также популярен диапазон Ka. Для чего нужна эта информация? Дело в том, что размеры антенн уменьшаются с ростом частоты. То есть при одинаковых размерах антенна при приёме Ku будет работать эффективнее, чем для приема волн из диапазона C, а сигнал будет на 9.5 дБ сильнее на Ku. В размерах одинаковый результат при приеме дадут антенны 2.4-4.5 м для C и 0.6-1.5 м для Ku, соответственно.
Конструктивно спутниковые антенны напоминают тарелки, собственно поэтому их так и называют в народе. Выполняют их в виде вогнутого в параболическую форму диска в центре фокусировки которого расположены принимающие головки – правильное их название LNB-конвертер (Low-noise block downconerter).
Спутниковые антенны бывают:
Стальные – прочные и тяжелые. Их преимущество в том, что они слишком боятся ударов при транспортировке и эксплуатации. А недостаток в том, что со временем может сойти покрытие и они начинают ржаветь, а также из-за тяжелого веса нужно предусматривать надежное крепление для них, но это же позволяет добиться большей устойчивости при ветре.
Алюминиевыми – легкие. Их преимущество в легком весе, значит и требования к креплениям не такие жесткие. Однако мягкость алюминия является недостатком таким антенн – их можно повредить при транспортировке, или, когда она уже будет установлена, в результате ударов во время бури и прочего.
По форме бывают:
Прямофокусные. Правильная круглая форма, которая образуется в результате вращения параболы, если выразится простым языком. Диаметром могут быть от 0.55 до 3.7 м, их часто используют в C и Ku диапазонах. При маленьких размерах часть приемного зеркала затеняется и качество сигнала ухудшается. Такие антенны чаще используют для связи с дальними спутниками.
Офсетные. Их чаще принимают для частного приема телевиденья. Их форма слегка вытянутая, из-за чего точка фокусировки и, следовательно, расположение приемных головок смещена к нижней стороне, смотрите на рисунке ниже.
Также спутниковые тарелки бывают различных исполнений – «сплошными» и перфорированными.
«Сплошные» тарелки более распространены, а перфорированные легче, но дороже и у них есть преимущество – самоочистка от дождя и снега. Из-за конструкции они меньше расшатываются от ветра, значит и меньше нагрузка на несущую конструкцию и уменьшается вероятность того, что собьётся направление антенны во время сильной бури.
Спутниковые тарелки бывают разных диаметров и чем больше диаметр – тем лучше сигнал. Поэтому модель антенны нужного диаметра подбирают под мощность сигнала в предполагаемом месте приёма.
Что влияет на эффективность приёма
Подведем небольшие итоги и перечислим условия, которые влияют на качество приема телесигнала.
1. Расстояние до ретранслятора. Чем ближе – тем лучше, но, если у вас активная антенна уровень сигнала может быть слишком сильным тогда качество картинки тоже будет плохим.
2. Конструкция и тип антенны.
3. Для комнатных антенн критична их установка – количество стен до уличной. Чем ближе к наружной стене – тем больше вероятность получения хорошего сигнала.
4. Высота установки, прямая видимость телевышки и количество препятствий между антенной и ретранслятором.
5. Погодные условия. В метель и ливень сигнал ослабевает.
Сколько стоит качественный ТВ-приём?
Чтобы облегчить вам выбор мы составили таблицу интересных моделей с актуальными ценами различных конструкций и из разных центовых диапазонов.
Заключение
Информация особенно актуальна для жителей Украины. В связи с тем, что произошёл переход на цифровое телевещание, продавцы наживаются на незнании людей продавай им «специальные антенны для DVB-T/DVB-T2 телевидения». Дело в том, что вещание происходит на тех же частотах что и аналоговое, поэтому вам не придется ничего менять, а нужно лишь докупить DVB-T тюнер, подобный тому, что используют со спутниковой тарелкой, кстати его название – DVB-S. Фактически выбор телевизионных антенн – это дело индивидуальное, поэтому рекомендуем посетить тематические форумы, или еще проще посмотреть, что установлено у соседей и в какую сторону направлено.
Поделитесь этой статьей с друзьями:
Вступайте в наши группы в социальных сетях:
Несмотря на повсеместную интернетизацию населения в нашей стране, добрая половина соотечественников предпочитает проводить свободное время у голубого экрана телевизора. Разница между городским жителем и сельским в плане ТВ-вещания весьма значительна. Если первые, как правило, пользуются ТВ-услугами посредством выделенных линий (кабельное ТВ), то вторым без уличной антенны сложно обойтись.
Попробуем разобраться, как правильно выбрать уличную антенну для телевизора на дачу или в загородный дом, какие виды этих устройств можно встретить в продаже, а также обозначим небольшой список наиболее популярных и заслуживших уважение владельцев моделей.
Виды антенн
Для начала обозначим основные виды этих устройств, которые отличаются друг от друга по функциональности, внешнему виду и другим не менее важным признакам. Окончательные выводы о целесообразности покупки стоит делать исходя из личных потребностей и геолокации вашего дома.
Спутниковая антенна
Крайне популярные ныне «тарелки» никак не зависят от близости к телевышкам, потому как вещают через спутник. Кроме того, на мощность сигнала спутниковой уличной антенны для телевизора не влияет и рельеф местности.
Даже самый простой вариант «тарелки», вроде офсетной или прямофокусной, позволяет спокойно принимать изображение в высоком качестве. Сюда же можно добавить большое количество провайдеров, а вместе с тем и массу каналов.
Несмотря на явные преимущества спутниковой уличной антенны для телевизора перед другими устройствами, есть у неё и свои, для некоторых критичные недостатки. Во-первых – это стоимость. Здесь нужно потратиться на саму «тарелку», причём чем хуже местность (суровый климат, близость промышленных предприятий сбивающих сигнал и т. д.), тем большего диаметра и технологичнее требуется устройство, равно как и дороже. Во-вторых, нужно будет купить ресивер для обработки вещания и в сложных случаях конвектор, чтобы получилась уличная антенна для телевизора с усилителем. Ну и в-третьих, для нормальной трансляции явно не будет лишним толковый телевизор, способный выдавать и «переваривать» качественную картинку.
«Польские» антенны
Это самое простое, непритязательное и дешёвое устройство, коих море на рынке электроники. Оно имеет решётчатый каркас с усиками и отлично подойдёт для обычных дач. С помощью этой антенны можно поймать десяток местных каналов, включая ОРТ и НТВ. Кроме того, имея в распоряжении алюминиевые провода, кабель и инструмент, можно запросто сделать подобие оригинала своими руками.
Уличные антенны для телевизора такого плана размещают на доме, крыше, столбах и других возвышенностях, направив центральную часть в сторону телевышки. Последняя должна находиться не дальше 30 км от вас. Если местный рельеф разбавлен деревьями, буграми, терриконами или другими препятствиями, сбивающими сигнал, то установку уличной антенны для телевизора нужно проводить как можно выше. В сложных случаях, для стабилизации вещания и исключения большинства помех поможет толковый усилитель.
«Польские» антенны с блоком усиления
Такие устройства уже идут с конвейера со встроенным усилителем и называются «активными». Уличная антенна для телевизора такого плана значительно расширяет список принимаемых каналов и повышает качество трансляции.
Конструкция данного устройства состоит из нескольких отдельных блоков, которые расположены определённым образом для максимального восприятия сигнала. Внутренний усилитель позволяет расширить зону приёма для 80 км, распознавая даже самые слабое вещание (как правило, с потерей качества). Так же, как и в предыдущем случае, сделать уличную антенну для телевизора с усилителем можно своими руками. Единственное, что вам понадобится кроме вышеописанных материалов – это качественный конвертер. Устанавливают такие устройства на максимально высокой точке, то есть на крыше или самодельном столбе/шесте.
Устройства на бегущей волне (Уда-Яги)
Антенны такого класса имеют довольно высокие приёмные характеристики и отличаются компактностью. Все основные элементы устройства закреплены одной общей стреле. Кроме того, такой тип антенн в состоянии работать с несколькими диапазонами, что очень важно для отдалённых и труднодоступных посёлков, где поблизости только старые вышки, вещающие на нестандартных частотах.
Цифровые антенны
Такие устройства состоят из двух частей – это тюнер для обработки цифрового сигнала и антенный каркас, который устанавливается на улице. Конструкция последнего максимально проста, потому как основная ответственность за приём сигнала лежит именно на тюнере. Цифровая уличная антенна для телевизора прекрасно подойдёт для тех, кто «дружит» с современной техникой, не боится многочисленных настроек/вариаций в меню, и чей дом расположен недалеко от города. Такие устройства настраиваются на приём только основного сигнала и хорошо игнорируют отражённые помехи.
Типы антенн
Всего можно обозначить два типа антенн – пассивная и активная. Первый вариант подразумевает отдельный/внешний конвертер, а второй – со встроенным усилителем. По качеству приёма сигналов они мало чем отличаются, а вот по сроку службы – значительно.
Активные устройства, установленные «как есть», то есть без дополнительной защиты, прослужат немногим больше года, потому как из-за непогоды и коррозии встроенный конвертер начинает выходить из строя. Пассивные модели идут с внешним усилителем, который может быть расположен дома или где-нибудь на чердаке, поэтому срок службы таких антенн гораздо дольше.
Лучшие уличные антенны для телевизора
На отечественном рынке электроники можно встретить большое количество всяческих приёмных устройств разного вида и типа, где каждая серия или модель адаптирована под специфические условия приёма сигнала. Поэтому обозначить какую-то конкретную модель как лучшую очень сложно, здесь нужно учитывать много индивидуальных факторов (геолокация дома, близлежащие ТВ-вышки, качество проходимости сигнала и т. п.). Ну а составить список лучших производителей антенн, которые хорошо зарекомендовали себя в глазах придирчивых покупателей, вполне реально.
Антенны «Дельта»
Антенны этой фирмы пользуются завидной популярностью у отечественного потребителя, тем более что ассортимент компании очень разнообразен. На полках магазинов можно найти как узконаправленные модели, которые рассчитаны исключительно на метровые и дециметровые волны, так и широкополосные универсальные устройства.
Кроме того, подавляющее большинство антенн от компании «Дельта» может работать с цифровым сигналом. Подключение и монтаж устройств сравнительно лёгок, достаточно вставить кабель в разъём с F-усилителем и зафиксировать прибор на максимально высокой точке дома. Антенны хорошо справляются с приёмом и обработкой сигнала даже на значительном удалении дома от телевизионной вышки.
Антенны Lokus
В ассортименте компании встречаются как активные (со встроенным конвертором), так и пассивные модели (с внешним усилителем). Отечественного покупателя особо привлекает ценовая политика бренда и весьма неплохое качество изделий.
Конструкция антенн очень проста, а монтаж не требует какого-то специфического инструмента или подготовки. Устройства рассчитаны на одновременную работу с двумя-тремя телевизорами, поэтому подойдут даже для больших дач.
Антенны «Гарпун»
Ещё один признанный лидер по производству качественных антенн на отечественном рынке. Цены хоть и отличаются демократичностью, но устройства компании славятся «всеядностью». Практически любая модель «Гарпуна» отлично подойдёт для зон с неуверенным приёмом сигнала.
Кроме того, хорошая избирательность сигнала антенн этой марки в значительной мере избавляет пользователя от помех на экране телевизора. Один из критичных минусов изделий «Гарпун» – это привередливость к метровым волнам, поэтому при работе с устаревшими телевышками могут возникнуть проблемы.
Антенны GoldMaster
Несмотря на более чем демократичные цены изделий, устройства этой компании отличились очень неплохим приёмом в местах с ужасным качеством сигнала. Судя по отзывам пользователей, антенны марки GoldMaster отлично справляются с поставленной задачей даже в отдалённых местах сельской местности: изображение на экране без «снега», картинка не тормозит и не перебивается соседствующими сигналами.
Кроме того, устройства хорошо переносят практически любую непогоду, будь то дождь, крупный снег или штормовой ветер. Добавим сюда низкие цены на изделия и получим вполне оптимальный дачный вариант антенны.
Характеристика в рейтинге
| 1 | Рэмо BAS-5310USB Horizon | Лучшая цена |
| 2 | HARPER ADVB-2120 | Оптимальное соотношение цены и качества |
| 3 | Hyundai H-TAI320 | Отличная приспособленность к настройке конструктивных элементов |
| 4 | RA-A30 | Добротная комнатная антенна со сбалансированными характеристиками |
| 5 | Рэмо Интер 2.0 | Лучшая настольная антенна |
| 1 | Рэмо Колибри-А-DX Deluxe | Популярная наружная антенна |
| 2 | BBK DA32 | Самая мощная цифровая антенна |
| 3 | REXANT DVB-T2 RX-411 34-0411 | Высокая степень конструктивной надёжности |
| 4 | HYUNDAI H-TAE100 | Самая дешёвая цифровая уличная антенна |
| 5 | Рэмо «Двина-DX» | Лучшее соотношение цены и качества (приема сигнала) |
| 1 | АУМ CTB-0.6 ДФ – 1.1 | Лучшее качество сигнала для НТВ+ и Триколор ТВ |
| 2 | Lans-65 MS6506 | Хороший сигнал даже в плохую погоду |
О назначении телевизионных антенн уже давно известно всем и каждому – это устройства, предназначенные для приёма и передачи на ТВ-технику цифрового или аналогового сигнала. Традиционно антенны подразделяют на три вида: комнатные, уличные и гибридные, сочетающие в себе черты и того, и другого типа одновременно.
Первоначально, когда телевещание только начинало развиваться, а телевизоры не обладали столь многогранным функционалом, качество сигнала (особенно на значительном отдалении от источника) оставляло желать лучшего. Пассивные антенны, служащие только в качестве приёмника, не могли обеспечить картинки и звука подобающего качества, что накладывало сильный отпечаток на популяризацию медиа-техники и телевещания в целом. Именно тогда антенны начали оснащать специальными усилителями, многократно повышающими качество сигнала, поступающего в приёмник телевизоров.
На сегодняшний день разработкой антенн занимается огромное количество компании по всему миру, однако к отечественным стандартам передачи данных и требованиям по воспринимаемым диапазонам частот подходят далеко не все. В качестве рекомендации к покупке мы отобрали семь самых лучших телевизионных антенн в трёх основных категориях, получивших самые высокие оценки от потребителей.
Выбор устройств производился с учетом:
- Технических характеристик
- Отзывов покупателей
- Стоимости антенны (соответствия цены и качества)
- Мнения экспертов рынка электроники
- Результатов пользовательского голосования
Лучшие комнатные антенны для цифрового телевидения
Комнатные антенны работают в дециметровом или метровом диапазоне, принимая сигнал на расстоянии до 30 км. Такие устройства имеют некоторые ограничения на качество телеволн, и нуждаются в тщательной настройке. Однако, они компактны, недорого стоят и могут быть перемещены в любое место без особых проблем. Лидером на рынке комнатных антенн цифрового телевидения считается производитель Рэмо.
5 Рэмо Интер 2.0
Четвёрку лучших комнатных антенн для цифрового телевидения замыкает Рэмо Интер 2.0. Устройство имеет достаточно демократичную цену, обладая, при этом, хорошим функционалом, что делает ее одной из лучших на рынке. Приемник способен работать с 20 цифровыми, 10 аналоговыми и 3 радиосигналами, в отличие от конкурентов, работающих лишь с цифрой. Удобное управление антенной позволит установить требуемый уровень усиления сигнала и добиться максимального качества.
Среди сильных сторон данного устройства в отзывах покупатели выделяют низкую стоимость, отличный дизайн и удобство установки. Сам корпус антенны разборный, но собирается буквально в два счета. Отдельно следует сказать о кабелях питания и антенны – они не только имеют качественную изоляцию, но и одинаковую длину, благодаря которой устройство можно установить в нужном месте. К слабым сторонам причисляют не всегда стабильный прием сигнала и некачественную пластмассу корпуса.
4 RA-A30
Одна из типичных представителей китайских комнатных антенн приёма цифрового сигнала, показывающая неплохие результаты в компоненте стабильности картинки. Несмотря на бедного вида «штырёк», который сильно напоминает антенны стандартных переносных магнитофонов, качество приёма остаётся на высоком уровне. Причиной этому является хороший штатный усилитель (с коэффициентом порядка 28-30 децибел), закрытый герметичным пластиковым корпусом.
Что же до эстетической составляющей, то потребители, в целом, остаются довольны внешними данными RA-A30, отмечая лишь сильную маркость передней панели. Параметры надёжности здесь не самые оптимальные, но для стабильной работы на несколько (а при надлежащем уходе – и на 5-7) лет вполне хватает. Таким образом, эта антенна – отличный вариант для тех, кто ищет недорогое решение для дома вкупе с хорошими рабочими параметрами.
3 Hyundai H-TAI320
Интересный экземпляр домашней антенны для аналогового и цифрового телевидения, показывающий, в целом, схожие результаты работы с моделями типа HARPER ADVB-2120. Замкнутый контур оригинальной формы здесь сочетается сразу с двумя «рожковыми» антеннками (шарнирно сочленёнными с корпусом), за счёт чего обеспечиваются обширные возможности настройки для нормального приёма сигнала. К слову, Hyundai H-TAI320 способен работать как в диапазоне VHF-частот (87,5-230 МГц), так и в UHF-пределах (470-862 МГц), причём с достаточной степенью качества картинки.
Достигается же хорошее качество, прежде всего, за счёт наличия встроенного усилителя, коэффициент усиления которого составляет неплохие 30 дБ. Имеется возможность приёма цифровых сигналов формата DVB-T и DVB-T2, а также FM и DAB. Ключевым же достоинством Hyundai H-TAI320 можно считать отношение стоимости к качеству. Имея идентичные конкурентам эксплуатационные показатели, данная модель обладает несоизмеримо большим радиусом настройки приёмных элементов, что особо важно в условиях сосредоточения помех.
2 HARPER ADVB-2120
Вторая строчка рейтинга лучших комнатных антенн цифрового телевещания достаётся HARPER ADVB-2120. Данная модель обладает целой гаммой оптимальных характеристик, подкреплённых огромным количеством комплементарных отзывов от отечественных потребителей. Широкий диапазон улавливаемых частот (от 87,5 до 862 МГц) и возможность усиления не только цифровых, но и аналоговых каналов (FM, VHF и UHF) входит в приятный «синтез» с оригинальным дизайном, благодаря которому антенна способна вписаться в любой интерьер. Немаловажен и тот факт, что усилитель сигналов питается прямиком от ресивера или телевизора, поскольку не имеет выносного сетевого адаптера. Это накладывает некоторые ограничения на применение антенны (поскольку не все модели цифровой техники поддерживают возможность прямого питания), однако положительно сказывается на её компактности.
Эргономические характеристики HARPER ADVB-2120 также на высоте: антенну можно с лёгкостью разместить на плоскости при наличии достаточного свободного места. В противном случае форма замкнутого кольца даёт возможность просто и без проблем подвесить её на любой удобный крючок. Как итог, с учётом невысокой стоимости все вышеперечисленные характеристики делают данную модель одной из самых лучших в своей категории.
1 Рэмо BAS-5310USB Horizon
Качественный приемник Рэмо BAS-5310USB Horizon занимает первое место рейтинга лучших комнатных антенн для цифрового телевидения. Модель отличается оригинальным внешним видом, и это не единственное ее достоинство. Она имеет сравнительно малые габариты и удобное крепление, что позволяет устанавливать ее непосредственно на телевизор. При правильной настройке устройство способно воспринимать волны 21-69 различных каналов. Антенна имеет встроенный усилитель, что качественно влияет на уровень сигнала.
В отзывах покупатели говорят об отличном качестве приема, удобном подключении усилителя через USB и возможности работы с отраженным сигналом, как о сильных сторонах модели. Антенна имеет достаточно прочный корпус, который спасет внутренности в случае падения. С подключением устройства проблем не возникает. Масса приемника составляет всего 230 грамм. Питание осуществляется от блока питания на 5 вольт, который поставляется в комплекте. К минусам относят короткий кабель и ненадежное крепление.
Лучшие наружные антенны для цифрового телевидения
Наружные антенны для цифрового телевидения имеют большую мощность, благодаря особой конструкции, и могут принимать сигнал на расстоянии до 50 км. При этом стоит учитывать наличие больших препятствий на пути передачи, которые могут помешать прохождению телевизионных волн. Устройства способны принимать сигнал и на большем расстоянии, однако в таком случае следует обратить внимание на модели с усилителем.
5 Рэмо «Двина-DX»
Очередное место рейтинга лучших наружных антенн для цифрового телевидения занимает Рэмо «Двина-DX». Несмотря на низкую стоимость, устройство имеет достойный уровень приема сигнала, благодаря чему может использоваться для работы на расстоянии порядка 60 км. Для более качественного приема цифровых и аналоговых волн модель оснащена усилителем. В комплектацию входит блок питания на 12 вольт.
К достоинствам данной модели в отзывах покупатели относят хороший уровень приема сигнала, небольшую стоимость и удобство эксплуатации. Кроме того, при разработке антенны было уделено отдельное внимание качеству применяемых материалов. Несущая штанга выполнена из прочного и легкого алюминия, а принимающие части покрыты порошковой краской, предотвращающей преждевременный выход из строя. Мощные крепежные болты надежно зафиксируют конструкцию на штанге. К минусам этой антенны относят некоторые сложности с монтажом и необходимость самостоятельной модернизации сепаратора для более качественной работы.
4 HYUNDAI H-TAE100
Простенькая и незатейливая наружная антенна телевизора для обеспечения устойчивого ТВ-сигнала на небольших (до 8-10 километров) отдалениях от ретрансляционных вышек. Обладает способностью улавливать не только аналоговые, но и цифровые сигналы в формате DVB-T и DVB-T2, за что частенько становится первым выбором городских жителей. Обладает скромным, по меркам конкурентоспособности на рынке, коэффициентом усиления, который составляет всего 5 дБ. Чего, впрочем, вполне достаточно для комфортной работы с высоких мачт.
В качестве крепительного элемента на HYUNDAI H-TAE100 предусмотрен кронштейн с барашковыми гайками, благодаря которым антенну легко демонтировать без применения ключей и прочих инструментов. Судя по отзывам потребителей, наиболее спорной характеристикой данной модели является параметр надёжности, а именно сопротивляемость ветровой нагрузке. Сей факт довольно строго ограничивает возможную высоту размещения, но компенсируется стоимостью антенны на уровне стандартных комнатных образцов.
3 REXANT DVB-T2 RX-411 34-0411
Восьмиэлементный наружный приёмник цифрового и аналогового ТВ-сигнала, являющийся ярким представителем середнячков с оптимальным балансом цены и качества. Встроенный усилитель REXANT DVB-T2 RX-411 34-0411 обладает коэффициентом усиления в 34 дБ, за счёт чего обеспечивает отличное качество картинки даже при слабом спутниковом вещании. Что же касается «наземных» эксплуатационных характеристик, то для городских реалий они более чем разумны, без претензий на выдающиеся показатели. Установку модели целесообразно производить на мачты суммарной высотой от земли до 7 метров. В случае занижения антенны (квартирный вариант размещения «близ окна») существует вероятность столкнуться с проблемой помехообразования, что приводит к периодическому сбою и «осыпанию» картинки. С позиции конструктивной надёжности REXANT DVB-T2 RX-411 34-0411 проявляет себя очень хорошо, и, согласно отзывам пользователей, может исправно работать даже в самых жёстких климатических условиях в течение 7 лет.
2 BBK DA32
Наружная антенна для телевизора японского производства, главная особенность которой – великолепный приём сигналов на расстоянии до 50 километров от ближайших ретрансляторов. Обладает увеличенным коэффициентом усиления (32 децибела), что позволяет ей без труда обеспечивать надлежащее качество картинки даже при слабом сигнале от спутников. Согласно отзывам пользователей, BBK DA32 обеспечивает отличную функциональную деятельность в диапазонах DVB-T (DVB-T2), ATSC и менее затейливых частотах радиоэфира DSB.
Весь комплект «начинки» цифровой антенны припрятан внутрь герметичного пластикового корпуса, обладающего хорошей механической прочностью и высокой ударной устойчивостью. В комплекте к ней идёт заводской кронштейн с крепежом универсального типа, подходящего под любые условия установки. Стоимость BBK DA32 слегка выходит за рамки средней по сегменту, однако полностью оправдывается эксплуатационными характеристиками и практической работоспособностью.
1 Рэмо Колибри-А-DX Deluxe
На первом месте рейтинга лучших наружных антенн для цифрового телевидения расположилась Рэмо Колибри-А-DX Deluxe. Устройство размещается на специальной мачте для лучшего приема сигнала. В качестве дополнения предусмотрен усилитель, который помогает принимать каналы на более дальних дистанциях. Модель имеет удачную конструкцию, благодаря которой она способна легко воспринимать сигнал даже в той местности, где нет прямой видимости источника.
В многочисленных положительных отзывах покупатели говорят о качественном и стабильном приеме, простоте установки и настройки. При этом металлические части антенны покрыты порошковой краской, которая защищает их от коррозии и метеорологических воздействий. В комплекте предусмотрены готовый кабель длиной 6 метров и блок питания усилителя. Среди недостатков выделяют ненадежность блока питания и неудобство регулировки усилителя.
Лучшие спутниковые антенны (тарелки)
Спутниковые антенны (или просто тарелки) – наиболее современные из всех видов антенн. Они могут похвастаться большим диапазоном принимаемых сигналов и хорошим качеством. Однако, их стоимость на порядок выше остальных типов.
2 Lans-65 MS6506
На втором месте рейтинга лучших спутниковых антенн модель Lans-65 MS6506. Эта тарелка имеет достаточно необычную конструкцию с геометрией параболы и специальным перфорированием. Такое сочетание позволяет антенне самостоятельно очищаться, что положительно влияет на качество принимаемого сигнала. Кроме того, перфорация значительно снижает ветровую нагрузку всей конструкции и делает ее более легкой.
Среди достоинств в отзывах покупатели указывают на приятный внешний вид, отличное качество приема и простоту настройки. Специальное порошковое покрытие защищает тарелку от преждевременного выхода из строя, а усиленное крепление позволит плавно регулировать угол места. К минусам использования относят периодические скачки сигнала.
1 АУМ CTB-0.6 ДФ – 1.1
Первое место рейтинга лучших спутниковых антенн-тарелок занимает модель АУМ CTB-0.6 ДФ – 1.1. Изделие от белорусского производителя признается одним из наиболее подходящих для работы с НТВ+ и Триколор ТВ. Устройство имеет хороший коэффициент усиления, что позволяет ему функционировать в городах даже с плотной застройкой. Отличительная черта этой антенны – не круглая, а яйцевидная форма, что сделано для улучшения приема.
В отзывах пользователи говорят о высоком качестве изготовления, небольшой стоимости и простоте настройки. Для быстрого монтажа в комплекте предусмотрен весь необходимый крепеж. При необходимости стандартную штангу можно без труда заменить на более длинную для улучшения качества приема. К недостаткам относят лишь некачественную упаковку дополнительных комплектующих.
Как выбрать хорошую антенну
Выбор телевизионных антенн, как и многих других приборов, сопровождается некоторыми нюансами, о которых следует справиться заранее. Мы настоятельно рекомендуем Вам обращать внимание на следующие параметры:
Тип антенны. В зависимости от места применения антенны делятся на комнатные, уличные и гибридные, размещать которые можно и в тех, и в других условиях. Если принимаемый сигнал достаточно стабильный и уверенные, можно обойтись простой комнатной антенной. В противном случае следует отдать предпочтение гибридным или полноценным уличным вариантам.
Диапазон антенны. В данном случае антенны подразделяются на два вида: широкополосные и узкополосные. Первый вариант целесообразно применять тогда, когда частота телевещания заранее неизвестна. Такой вариант подходит для запасливый хозяев, на случай, если в телеэфире появятся новые каналы. Узкополосные антенны ориентированы настрого определенную частоту и перестроить их под другие диапазоны без потери текущего невозможно.
Усиление сигнала. Данная функция присуща исключительно активным антеннам, в конструкции которых предусмотрено наличие дополнительного модуля. Такой вариант исполнения подходит тогда, когда принимаемый сигнал требует усиления для генерации четкого и качественного изображения на телеэкране.
Направленность антенн. Простой и незатейливый способ повышения качества сигнала путём смещения диаграммы направленности позволяет антеннам осуществлять акцентированный приём только на строго определенном азимуте. Этот эффект позволяет избегать помех, вызываемых отражением разнообразных сигналов от стен жилых домов и прочих «инициирующих» объектов.
Внутреннее сопротивление антенны. Очень важно, чтобы этот параметр совпадал с сопротивлением подключаемого к устройству кабеля. Стандартное сопротивление аппаратуры для приема телесигнала составляет 75 Ом, а для радиосигнала – 50 Ом.
Дизайн. Эстетическая сторона вопроса при покупке телевизионной антенны также не должна оставаться в стороне. Зачастую приятный внешний вид косвенно влияет и на улучшение качества применяемого сигнала, поскольку правильная геометрия и рациональное расположение дополнительных элементов отражается на физических параметрах.
Типы телевизионных приёмных антенн
Содержание статьи
Разрезной вибратор (диполь).
Петлевой вибратор — одноканальная антенна.
Антенны типа «волновой канал».
Логопериодические антенны.
Рамочные антенны.
Синфазные антенные решётки.
«Польские» антенны.
«Антенны бегущей волны.
Диполи бывают: волновые, полуволновые, четвертьволновые.
Волновые имеют длину вибраторов, равную длине волны принимаемого сигнала, полуволновые — половине, четвертьволновые — четверти. Волновое сопротивление диполя составляет 300 Ом, поэтому для согласования с телевизионным кабелем и телевизором в любительских условиях используется согласующая полуволновая петля, изготовленная из отрезка телевизионного кабеля. Кабель снижения (для всех телеантенн) должен иметь волновое сопротивление 75 Ом. Диполь является аналогом комнатной антенны, прилагающейся к телевизорам.
Общеизвестные антенны: Локус, Дельта и им подобные, в метровом диапазоне являются разрезным диполем, который согласуется с кабелем с помощью специального трансформатора.
Комбинированная антенна: метровая — разрезной диполь, дециметровая — логопериодическая
Петлевой вибратор — одноканальная антенна
Коэффициент усиления — 1 дБ. Диаграмма направленности с одинаковыми передним и задним лепестками. Используется в качестве эталонной антенны.
Антенны типа «волновой канал»
Петлевой вибратор индивидуально не используется и является активной частью для антенн типа «волновой канал». Антенна «волновой канал» представляет собой набор из активного элемента — вибратора (как правило, петлевой вибратор) и пассивных — рефлектора и нескольких директоров, установленных на одной общей стреле. Пассивные вибраторы, расположенные перед активным вибратором (по направлению на телецентр), называют директорами. Вибраторы, расположенные за активным вибратором, называют рефлекторами. Рефлектор служит для ослабления приема сигналов с тыла антенны, что улучшают помехозащищенность эфирной антенны. При увеличении числа директоров сужается ширина диаграммы антенны и увеличивается её коэффициент усиления. Для длинных (более 15 элементов) антенн можно считать, что усиление увеличивается примерно на 2.2 dB на каждое удвоение длины антенны. Следует отметить одну неприятность, связанную с использованием многоэлементных антенн типа «волновой канал»: при добавлении к петлевому вибратору пассивных элементов входное сопротивление антенны уменьшается. Для потребителей это не имеет никакого значения, так как все антенны снабжены согласующим трансформатором. Равномерность частотной характеристики антенны сильно зависит от качества её согласования с кабелем и телевизором, при незначительном рассогласовании неравномерность увеличивается и отдельные телевизионные каналы будут «ловиться» с ослаблением. В некоторых случаях лучший результат даёт логопериодическая антенна, которая обладает меньшим коэффициентом усиления (при равном числе элементов), но более равномерной АЧХ.
Антенны типа «волновой канал» | ||
| Двухэлементные антенны | Трёхэлементные антенны | Пятиэлементные антенны |
применяются редко, так как их характеристики не намного лучше характеристик одиночного вибратора. | Коэффициент усиления — 5,1-5,6 дБ. Передний лепесток диаграммы направленности больше заднего, угол раствора — 70 градусов. | Коэффициент усиления — 8,6-8,9 дБ. Передний лепесток диаграммы направленности больше заднего, угол раствора — 50 градусов. |
| Семиэлементные антенны типа | Одиннадцатиэлементные антенны | Шестнадцатиэлементные антенны |
| Коэффициент усиления — приблизительно 10 дБ. Передний лепесток диаграммы направленности больше заднего. | Коэффициент усиления — приблизительно 12 дБ. Передний лепесток диаграммы направленности больше заднего. | Коэффициент усиления — приблизительно 13,5 дБ. Передний лепесток диаграммы направленности больше заднего |
Антенна Lumax «Волновой канал», 6-12 телеканал
Антенны типа «Волновой канал» получили широкое распространение в различных профессиональных устройствах радиосвязи и радиолокации. Большинство телевизионных коллективных и индивидуальных антенн промышленного изготовления также являются антеннами типа «Волновой канал». Это связано с тем, что такие антенны достаточно компактны и обеспечивают получение большого коэффициента усиления при сравнительно небольших габаритах.
Логопериодические антенны
Логопериодические антенны — широкополосные антенны, обеспечивающие приём телеканалов в широком диапазоне частот: метровых и дециметровых волн. Рабочая полоса частот логопериодической антенны на низких частотах ограничена размерами наибольшего и наименьшего вибраторов антенны. В рабочем диапазоне обеспечивается хорошее согласование антенны с фидером, а коэффициент усиления практически остается постоянным. Логопериодическая антенна с числом вибраторов, равным 10-11, эквивалентна по коэффициенту усиления трёх — четырёхэлементной антенне типа «Волновой канал». В то же время логопериодическая антенна работает в значительно более широкой полосе частот, чем антенна типа «Волновой канал», что позволяет на одну антенну принимать телеканалы метровых и дециметровых волн.
Логопериодическая антенна РЭМО, 6-69 телеканал
Логопериодическую антенну используют в зоне уверенного приёма телеканалов, для приёма большого числа телеканалов в благоприятных условиях приёма (отсутствия помех и отражённых телесигналов).
Рамочные антенны
Рамочные антенны предназначены для условий приёма телеканалов, когда простейшие антенны или антенны типа «волновой канал» не могут обеспечить получение на экране телевизора удовлетворительного качества изображения. Применяются двух- или трёх элементные рамочные антенну, которые иначе именуется как «двойной квадрат» или «тройной квадрат» соответственно. Рамочные антенны сочетают повышенный коэффициент усиления с простотой конструкции при сравнительно узкой полосе пропускания и не требуют настройки. Практическое применение в качестве телевизионных приёмных антенн находят редко. Широко были распространены (самодельные варианты) в «советское время», когда в продаже наблюдался дефицит телевизионных антенн.
«Двойной квадрат» Одноканальная. Коэффициент усиления — 9-11 дБ. Волновое сопротивление около 70 Ом. Передний лепесток диаграммы направленности значительно больше заднего.
«Тройной квадрат» Одноканальная. Коэффициент усиления — 14-15 дБ. Волновое сопротивление около 70 Ом. Передний лепесток диаграммы направленности значительно больше заднего.
Синфазные антенные решётки
Синфазная антенная решётка представляет собой сложную направленную антенную систему, состоящую из отдельных слабонаправленных антенн, разнесённых в пространстве и расположенных таким образом, что фазы наведенных в них сигналов оказываются одинаковыми. Как правило, синфазная решётка собирается из одинаковых антенн, расположенных в несколько рядов и несколько этажей. Использование вместо одной антенны нескольких антенн, соединённых в синфазную решётку приводит к сужению диаграммы направленности и увеличению коэффициента усиления по сравнению с коэффициентом усиления одиночной антенны, входящей в состав решётки.
Одноканальная. Коэффициент усиления — увеличивается в пределах от 4 до 5 дБ при увеличении количества антенн в решётке в два раза. Волновое сопротивление примерно 70 Ом. Передний лепесток диаграммы направленности в несколько раз больше заднего.
Синфазная решётка фирмы Channel Master, USA
«Польские» антенны
Представляют собой четырёхэтажную синфазную решётку, снабжённую встроенным усилителем. Имеют рефлектор в виде решётки, расположенный сзади антенны. Польские антенны получили широкое распространение в начале 90-х годов, когда рынок антенн большим разнообразием не отличался. Собственно это была не польская идея, разработки были у Philips и других известных фирм, поляки сделали дешёвый, доступный вариант. Решетка комплектуется встроенным антенным усилителем и показывает неплохие результаты приёма удалённых телесигналов с 6 по 69 телеканал. В силу своей дешевизны, конструкция антенны очень хрупкая и недолговечная, а длинные усы метрового диапазона моментально загибаются под весом птичек или воздействием ветра и теряют свои приёмные свойства. Усилители не защищены от электростатического электричества и часто «вылетают» во время грозы. Антенна плохо защищена от помех, а часто «возбуждающийся» усилитель сам является источником помех. Антенна не пригодна к использованию в городских условиях.
Всеволновая. Коэффициент усиления — собственный на ДМВ 13-14 дБ, с усилителем до 40 дБ. Волновое сопротивление — 75 Ом с согласующим трансформатором.
Антенны бегущей волны
Антеннами бегущей волны принято называть направленные антенны, вдоль геометрической оси которых распространяется бегущая волна принимаемого сигнала, это апериодические антенны. Обычно антенна бегущей волны состоит из собирательной линии, к которой подключено несколько вибраторов, расположенных на одинаковом расстоянии один от другого. Наведенные электромагнитным полем ЭДС в вибраторах складываются в собирательной линии в фазе и поступают в фидер. Коэффициент усиления антенны бегущей волны определяется длиной собирательной линии и пропорционален отношению этой длины к длине волны принимаемого сигнала. Кроме того, коэффициент усиления антенны зависит от направленных свойств вибраторов, подключенных к собирательной линии. У антенны бегущей волны все вибраторы активные, принятая ими энергия сигнала передается в собирательную линию. Если антенны «Волновой канал» являются узкополосными и способны эффективно принимать сигнал только по одному определенному частотному каналу, которому соответствуют их размеры, то антенны бегущей волны широкополосные и совершенно не нуждаются в настройке.
Комбинированная антенна: метровая, бегущей волны, дециметровая, «волновой» канал фирмы Channel Master, USA. Радиус приёма до 60 миль
Комбинированная антенна: метровая, бегущей волны, дециметровая, «волновой» канал фирмы Channel Master, USA. Радиус приёма до 100 миль
Как видно на картинках: в первом случае рабочая полоса антенны формируется наклонными вибраторами различной длины, во втором случае рабочая полоса формируется с помощью вибраторов двух видов и разных размеров. Данные антенны не получили широкого распространения на территории России, однако эти антенны, без преувеличения — мечта монтажника. Условия работы монтажников на крыше — не подарок: снег и ветер, мороз и гололёд, дождь и палящее солнце. Собирать антенны в таких условиях не просто, а Channel Master достаёшь из коробки, расправляешь вибраторы до фиксации их в специальных зажимах и антенна готова к установке. По цене эти антенны соизмеримы с трёхдиапазонными антеннами, механически прочны и обладают неплохими приёмными характеристиками. Выпускается два вида антенн с разным количеством вибраторов.
Телевизионные антенны в вопросах и ответах
Для чего предназначены телевизионные антенны?Антенны предназначены для приема телевизионных сигналов в диапазоне частот 48-862 МГц.
Какие бывают телевизионные эфирные антенны?
Антенны бывают канальные, предназначенные для приема одного канала.
Диапазонные, предназначенные для приема одного телевизионного диапазона волн.
Всеволновые, предназначенные для приема во всех диапазонах телевизионных волн. Всеволновые, обычно, это комбинированные антенны, состоящие из нескольких антенн, конструктивно соединенных вместе.
Телевизионные антенны также различаются по типам, например, логопереодические, волновой канал и др.
Антенны также бывают внутренние и наружные, со встроенным усилителем-активные, и без усилителя-пассивные.
На каком расстоянии от телецентра «ловит» комнатная антенна?
Комнатные антенны простейший вид антенн, их вибраторы размером даже не четвертьволновые, а меньше, коэффициент усиления подобных антенн, в среднем, менее 3-4 дБ, поэтому они могут быть эффективными на расстоянии не более 10 км от телецентра. Эффективность комнатных антенн напрямую зависит от расположения антенн в помещении, толщины и материала стен, перегородок, а также величины проемов здания. Встроенный усилитель в некоторых случаях может повысить приемные свойства комнатных антенн.
Какая антенна хорошо ловит телевизионный сигнал?
Для хорошего приема нужна многоэлементная антенна с молошумящим антенным усилителем. Такая антенна имеет узкую диаграмму направленности и высокий коэффициент усиления.
Антенна — ключ бесплатного ТВ
Эта фраза — рекламный трюк для продажи антенн цифрового телевидения. Это не обман, дело в том, что любая ДМВ антенна является ключом к бесплатному просмотру цифрового телевидения, и ничего другого эта фраза не значит!
Какие антенны лучше, логопериодические или волновой канал?
Логопериодические имеют более равномерную амплитудно-частотную характеристику, но коэффициент усиления у них меньше чем у антенн типа волновой канал.
Какие антенны лучше использовать активные или пассивные?
Применение антенн во многом определяется условиями приема. Пассивные антенны более предпочтильны, так как обладают высокой надежностью. Таким образом, лучше установить пассивную антенну с высоким коэффициентом усиления, чем с небольшими габаритами активную.
Что такое неравномерность амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) антенны?
Телевизионные антенны работают в широком диапазоне частот (кроме канальных антенн). Коэффициент усиления антенны на разных частотах может отличаться. Разница коэффициента усиления в дБ на разных частотах и будет характеризовать неравномерность АЧХ антенны.
Чем лучше рассчитана и правильно изготовлена антенна, чем меньше у неё неравномерность АЧХ. Большое влияние на АЧХ оказывает качество согласования антенны с фидером.
Чем определяется размер антенны, её вибраторов?
Размер антенны определяется длиной волны, полуволновые вибраторы, четвертьволновые вибраторы и т.д.
Какое волновое сопротивление у антенн типа «волновой канал»?
Волновое сопротивление у антенн типа «волновой канал» составляет 300 Ом. Для соединения этого типа антенн с фидером применяется согласующий трансформатор.
Какое волновое сопротивление у логопериодических антенн?
Волновое сопротивление у логопериодических антенн составляет 75 Ом. Для соединения этого типа антенн с фидером согласующий трансформатор не понадобится.
Какое волновое сопротивление у телевизионного коаксиального кабеля?
Волновое сопротивление телевизионного коаксиального кабеля составляет 75 Ом. Телевизионный кабель имеет преимущественно, вспененный диэлектрик, покрытую медью центральную жилу, в нем заложено компромиссное решение между гибкостью и потерями. Кроме телевидения применяется еще в видеонаблюдении.
Какое ещё волновое сопротивление бывает у коаксиального кабеля?
Широкое распространение имеет коаксиальный кабель с волновым сопротивлением 50 Ом. Этот вид кабеля используется в разных областях радиотехники. Кабель с волновым сопротивлением 50 Ом имеет сплошной диэлектрик и минимальные потери, обладает высокой прочностью и максимальными возможностями для передачи энергии большой мощности.
Что будет если применять для подключения ТВ антенн кабель с волновым сопротивлением 50 Ом?
Нарушится согласование антенны с фидером и часть принятой с эфира энергии электромагнитных волн не поступит в подключенную нагрузку, например, телевизор.
Как зависит коэффициент усиления антенны от ее размеров?
Чем больше элементов в антенне, тем больше её КУ.
Какие усилители лучше использовать для эфирных антенн?
Антенные, мачтовые усилители наиболее эффективны для приема сигналов в зоне неуверенного приема. Лучше всего использовать для бытовых антенн врезные в кабель усилители, они заключены в металлический экранирующий корпус и защищены от разрядов молний. Усилители, выполненные в виде платы и смонтированные в соединительную коробку антенны, служат до первой грозы.
Когда лучше использовать комнатную антенну?
Применение комнатных антенн определяется условиями приема. Если сигнал достаточно мощный и имеется прямая видимость на передающий центр, тогда применение комнатных антенн оправдано. Прием отраженных сигналов будет нестабильным. Цифровое телевидение расширило область применения комнатных антенн.
Что такое цифровая антенна?
Объективно антенна не может быть цифровой, так как это просто металлическая конструкция, а не какой-то электронный блок. Цифровыми называют ДМВ антенны, предназначенные для приема цифрового эфирного телевидения. Некоторые антенны могут иметь встроенный усилитель с питанием +5В, которое осуществляется от цифровой приставки.
Какие антенны лучше всеволновые или диапазонные?
Это во многом зависит от конструкции антенны. Более качественный прием, чаше всего, обеспечивают диапазонные антенны.
Какие антенны применяют в качестве коллективных?
Прежде всего, диапазонные антенны, но иногда хороший результат можно получить и от всеволновых.
Какие усилители лучше для коллективных антенн?
Хороший результат можно получить при применении многовходовых усилителей.
Какой телевизионный кабель лучше использовать для антенн?
В телевидении применяется коаксиальный кабель с волновым сопротивлением 75 Ом. Желательно, чтобы кабель имел минимальное затухание, экранировку, более 90 дБ и хорошие механические свойства, т.е. не лопался на морозе и не ломался при изгибе.
Можно изготовить антенну самостоятельно?
Конечно можно, но сейчас очень большое количество антенн предлагают на рынке по невысоким ценам.
Как подключить эфирную антенну к телевизору?
Для подключения антенны к телевизору используют телевизионный кабель со смонтированным штекером. Когда требуется подключение нескольких телевизоров, используют ответвители и делители. Когда нужно подключить коллективную антенну, тогда применяют комбинации делителей, ответвителей и усилителей.
Сколько телевизоров можно подключить к одной телевизионной антенне?
Много! Поясняем: антенный телевизионный сигнал можно поделить с помощью телевизионных делителей и ответвителей и развести на множество телевизоров. Если уровень сигнала будет недостаточен, то можно воспользоваться дополнительными усилителями. Если кабельные линии очень длинные, тогда телевизионный сигнал можно развести с помощью оптики и дополнительного оборудования, без значительных потерь, на десятки километров.
Можно самостоятельно установить эфирную антенну?
Ответ-можно, надо закрепить её на кронштейне и направить на передающую телевизионную вышку.
Какую антенну надо использовать для дачи, сада?
В настоящее время вся территория охвачена цифровым телевидением, поэтому потребуется дециметровая антенна и цифровая приставка.
Что такое телевизионная антенна Дельта?
Антенны торговой марки Дельта выпускает завод в Санкт-Петербурге. Антенны, выпускаемые другими заводами, имеют полные аналоги антенн Дельта.
Какие антенны лучше стальные или алюминиевые?
Электромагнитные волны распространяются по поверхности антенн и наводят в ней токи, сталь имеет большее омическое сопротивление, чем алюминий, поэтому алюминиевые антенны лучше.
Какие бесплатные каналы можно смотреть на эфирную антенну?
На эфирную антенну принимаются все бесплатные каналы, которые распространяются с телестанции в вашем населенном пункте.
Как подключить к телевизору совместно эфирное и кабельное телевидение?
Для подключения понадобится сумматор, широкополосный или полосовой. До подключения надо выяснить, на каких каналах работает эфирное телевидение, и на каких кабельное. Каналы могут совпадать, при совпадении частот каналов, просмотр этих каналов будет невозможен. Можно поставить режекторный фильтр до сумматора на канал, который надо исключить, тогда один из совпадающих по частоте каналов будет доступен для просмотра.
Где надо покупать антенны?
Конечно не на рынке и не в гипермаркетах, там нет специалистов. Покупать антенны надо в специализированных магазинах и офисах.
Теория радиоволн: антенны / Хабр
Помимо свойств радиоволн, необходимо тщательно подбирать антенны, для достижения максимальных показателей при приеме/передаче сигнала.
Давайте ближе познакомимся с различными типами антенн и их предназначением.
Антенны — преобразуют энергию высокочастотного колебания от передатчика в электромагнитную волну, способную распространяться в пространстве. Или в случае приема, производит обратное преобразование — электромагнитную волну, в ВЧ колебания.
Диаграмма направленности — графическое представление коэффициента усиления антенны, в зависимости от ориентации антенны в пространстве.
Антенны
Симметричный вибратор
В простейшем случае состоит из двух токопроводящих отрезков, каждый из которых равен 1/4 длины волны.
Широко применяется для приема телевизионных передач, как самостоятельно, так и в составе комбинированных антенн.
Так, к примеру, если диапазон метровых волн телепередач проходит через отметку 200 МГц, то длина волны будет равна 1,5 м.
Каждый отрезок симметричного вибратора будет равен 0,375 метра.
Диаграмма направленности симметричного вибратора
В идеальных условиях, диаграмма направленности горизонтальной плоскости, представляет собой вытянутую восьмерку, расположенную перпендикулярно антенне. В вертикальной плоскости, диаграмма представляет собой окружность.
В реальных условиях, на горизонтальной диаграмме присутствуют четыре небольших лепестка, расположенных под углом 90 градусов друг к другу.
Из диаграммы можем сделать вывод о том, как располагать антенну, для достижения максимального усиления.
В случае не правильно подобранной длины вибратора, диаграмма направленности примет следующий вид:
Основное применение, в диапазонах коротких, метровых и дециметровых волн.
Несимметричный вибратор
Или попросту штыревая антенна, представляет из себя «половину» симметричного вибратора, установленного вертикально.
В качестве длины вибратора, применяют 1, 1/2 или 1/4 длины волны.
Диаграмма направленности следующая:
Представляет собой рассеченную вдоль «восьмерку». За счет того, что вторая половина «восьмерки» поглощается землей, коэффициент направленного действия у несимметричного вибратора в два раза больше, чем у симметричного, за счет того, что вся мощность излучается в более узком направлении.
Основное применение, в диапазонах ДВ, КВ, СВ, активно устанавливаются в качестве антенн на транспорте.
Наклонная V-образная
Конструкция не жесткая, собирается путем растягивания токопроводящих элемементов на кольях.
Имеет смещение диаграммы направленности в стороны противоположную острию буквы V
Применяется для связи в КВ диапазоне. Является штатной антенной военных радиостанций.
Антенна бегущей волны
Также имеет название — антенна наклонный луч.
Представляет из себя наклонную растяжку, длина которой в несколько раз больше длины волны. Высота подвеса антенны от 1 до 5 метров, в зависимости от диапазона работы.
Диаграмма направленности имеет ярко выраженный направленный лепесток, что говорит о хорошем усилении антенны.
Широко применяется в военных радиостанциях в КВ диапазоне.
В развернутом и свернутом состоянии выглядит так:
Антенна волновой канал
Здесь: 1 — фидер, 2 — рефлектор, 3 — директоры, 4 — активный вибратор.
Антенна с параллельными вибраторами и директорами, близкими к 0,5 длины волны, расположенными вдоль линии максимального излучения. Вибратор — активный, к нему подводятся ВЧ колебания, в директорах, наводятся ВЧ токи за счет поглощения ЭМ волны. Расстояние между рифлектором и директорами подпирается таким образом, чтобы при совпадении фаз ВЧ токов образовывался эффект бегущей волны.
За счет такой конструкции, антенна имеет явную направленность:
Рамочная антенна
Направленность — двулепестковая
Применяется для приема ТВ программ дециметрового диапазона.
Как разновидность — рамочная антенна с рефлектором:
Логопериодическая антенна
Свойства усиления большинства антенн сильно меняются в зависимости от длины волны. Одной из антенн, с постоянной диаграммой направленности на разных частотах, является ЛПА.
Отношение максимальной к минимальной длине волн для таких антенн превышает 10 — это довольно высокий коэффициент.
Такой эффект достигается применением разных по длине вибраторов, закрепленных на параллельных несущих.
Диаграмма направленности следующая:
Активно применяется в сотовой связи при строительстве репитеров, используя способность антенн, принимать сигналы сразу в нескольких частотных диапазонах: 900, 1800 и 2100 МГц.
Поляризация
Поляризация
— это направленность вектора электрической составляющей электромагнитной волны в пространстве.
Различают: вертикальную, горизонтальную и круговую поляризацию.
Поляризация зависит от типа антенны и ее расположения.
К примеру, вертикально расположенный несимметричный вибратор, дает вертикальную поляризацию, а горизонтально расположенный — горизонтальную.
Антенны горизонтальной поляризации дают больший эффект, т.к. природные и индустриальные помехи, имеют в основном вертикальную поляризацию.
Горизонтально поляризованные волны, отражаются от препятствий менее интенсивно, чем вертикально.
При распространении вертикально поляризованных волн, земная поверхность поглощает на 25% меньше их энергии.
При прохождении ионосферы, происходит вращение плоскости поляризации, как следствие, на приемной стороне не совпадает вектор поляризации и КПД приемной части падает. Для решения проблемы, применяют круговую поляризацию.
Все эти факторы факторы следует учитывать при расчете радиолиний с максимальной эффективностью.
PS:
Данная статья обрисовывает лишь небольшую часть антенн и не претендует на замену учебнику антенно-фидерных устройств.
Цифровые антенны для дачи с усилителем: критерии выбора
Полезной информацией для дачников станет процесс выбора антенны на приусадебный участок. Приведенные советы пригодятся и жителям сельской местности. Часто на вариант приобретения такого устройства влияет сезонность использования антенны. Но на загородном участке земли не хочется расставаться с любимыми телепередачами. При этом и получение сигнала должно быть качественным для комфортности просмотра.
Статья посвящена анализу параметров существующих антенн и критериям их подбора. Только разобравшись в нюансах работы устройств, пользователь сделает правильный выбор.
Для дачи
Как выбрать антенну на дачу? Вопрос требует всестороннего анализа существующих антенн с целью приобретения подходящего варианта. Прежде чем привести советы по выбору ТВ антенны на дачный участок, рассмотрим факторы, влияющие на приобретение изделия.
Существуют ключевые факторы, влияющие на выбор подходящей антенны для дачи.
Способы приема сигнала для телевизора:- Использование встроенной антенны.
- Применение комнатного варианта.
- Устройство, выведенное наружу.
Подробная характеристика описанных видов поможет установить антенну на даче, подходящую в конкретных условиям.
Какие бывают
Встроенная антенна. Вмонтированная в переносной телевизионный приемник – распространенное техническое решение. Для дач или простого выезда на природу – это подходящий вариант. Конструкция устройства предполагает телескопическое выдвижение усиков прибора. Качество ее работы будет зависеть от силы принимаемого сигнала. Дачники не любят использовать в загородном доме новую технику.
Обычно по весне привозится старый телевизор с подобной антенной и остаётся в доме до осени, так как такая техника тяжела, громоздка и не подходит для ежедневной транспортировки. Но главные свои функции выполняет. Современные модели телевизоров со встроенными антеннами обладают экраном на жидких кристаллах, занимают мало места и отлично транспортируются. Примером может стать автомобильный телевизор.
Комнатная антенна. При всех достоинствах переносных телевизоров у них один существенный недостаток – небольшой экран. В последние десятилетия люди разбалованы комфортом и стараются привести на дачный сезон полноценный телевизор. Особенно если часто остаются с ночевкой в загородном доме. Устаревшая модель телевизора, работающая в нормальном режиме – подходящая вещь для дачного обустройства.
Подключать комнатную антенну к такому телевизору есть смысл, если удаленность передающего приспособления не составляет большое расстояние. То есть, близость к городку или крупному поселку, где есть ретранслятор, позволяет использовать этот вариант приема телевизионного сигнала. Слабый и нечеткий сигнал потребует применение усилителя. Покупка усилителя напрямую зависит от типа транслируемого сигнала. Подробно описание приводится ниже. Идеальным решением в данной ситуации станет приобретение цифровой ТВ-приставки. Особенно для постоянных жителей сельской местности. Прием цифрового сигнала не зависит от возраста телевизора и его возможностей.
Наружная антенна.В случае дальности нахождения телевизионной вышки, сигнал слабеет. Качество показа передач падает, искажаются звук и изображение. Выход один – установка наружной антенны.
Способы закрепления такого устройства различный – от фасадного или настенного, до монтажа на отдельную мачту. Рейтинг антенн для дачи считает такое решение самым удачным, с точки зрения качественного просмотра телепередач. От антенны к телевизору прокладывается кабель. Величина длины кабеля влияет на мощность сигнала. Слишком длинный провод ослабит получение картинки на экране. К наружным антеннам относят спутниковое телевидение. Но такой вид приема сигнала очень дорогой и не рентабельный для загородного дома.
Классификация принимаемых сигналов
Здесь тоже существует три варианта:Следующим фактором, влияющим на выбор, становится разница антенн по принимаемому сигналу.
- аналоговый;
- цифровой;
- комбинированный.
Аналоговое вещание. Дачник принимает, используя эфирную антенну старого образца. Наша страна не перешла на полноценное цифровое телевидение, поэтому аналоговый сигнал популярен среди владельцев старых моделей телевизоров. И дачники и жители сельской местности часто используют антенны метрового диапазона для просмотра телевизионных программ. Антенна представляет собой габаритное сооружение с «усами» различной длины. Аналоговый сигнал покрывает почти всю страну. Иногда не существует другого варианта приема сигнала и качество изображения оставляет желать лучшего. Но для непродолжительного просмотра на дачном участке сойдет. Принимается всеми типами телевизоров.
Цифровой диапазон. Антенна, предназначенная для цифрового телевидения, работает в дециметровом диапазоне. Качественный просмотр теле контента возможен при получении цифрового сигнала. Для начала нужно, чтобы дача попадала в зону цифрового вещания. Второй фактор – наличие телевизора, принимающего такой сигнал или специальной ТВ-приставки. При соблюдении данных условий, пользователь сможет наслаждаться всеми преимуществами современного телевидения. По размерам такие устройства меньше антенн метрового диапазона и значительно дешевле их.
Комбинированный вариант. Чтобы удовлетворить различные потребности, производитель наладил выпуск комбинированных антенн, работающих одновременно в двух диапазонах. Такое устройство состоит из цифровой и аналоговой антенны, представляя собой их симбиоз.
Подключить такую антенну можно к разным телевизорам или к одному в разные гнезда. При использовании одного телеприемника можно просматривать каналы аналогового и цифрового вещания, переключая тип получения сигнала. Удачное решение сразу нескольких телевизионных проблем. Подходит для любой местности и различных телевизоров.
Параметры получения сигнала
Осталось разобраться с типом антенн по параметру получения сигнала.
В этой области антенны бывают активные и пассивные:- Пассивная антенна. Служит для простого приема посылаемого сигнала безо всякой обработки. Дополнением к такому устройству будет фильтр. Его назначение отсекать возникающий в процессе передачи шум.
- Активный вариант антенны. Не просто принимает сигнал, а усиливает его и передает через кабель на телевизор. Внешность активной антенны немного отличается от пассивного вида. В активном устройстве присутствует пластиковый элемент, скрывающий в себе усилитель. Чтобы усилитель полноценно работал, к нему присоединяется блок питания. Применение активного или пассивного типа зависит от качества получаемого сигнала на дачном участке.
Определите место в доме, где лучше всего ловится сигнал. Установка наружной антенны, как и любые высотные роботы, связана с риском. Поэтому процесс установки должен проводить мастер со специальным оборудованием. Интернет пестрит инструкциями по технике установке такой антенны. Но стоит ли рисковать своим здоровьем? Тем более что устройство требует наличия защиты от молний.
Какую антенну выбрать для дачи, решает только сам хозяин. Исходя из своих возможностей, технических характеристик телевизора и уровня транслируемого сигнала
Выбор дачной телевизионной антенны
Выбор антенны для дачи на всех вышеописанных критериях и представленных ниже рекомендациях. Если во владении уже находится телевизор со встроенной антенной, привезите его на дачу и попробуйте использовать. Получение отличного сигнала сразу решило ваши проблемы. Нечеткий или некачественный сигнал говорит о необходимости подбора альтернативной телевизионной антенны для дачи.
Как описывалось выше, легкой и удобной антенной является комнатное устройство. Но оно идеально действует исключительно при сильном передающем сигнале. Чтобы зря не тратить деньги, необходимо определить нахождение дома по отношению к зоне уверенного приема сигнала. Если из окон вашей дачи видна телевизионная вышка, приобретение комнатной антенны имеет смысл. Все остальные случаи требуют установки наружной антенны на даче.
Отличный сигнал позволяет просматривать телепередачи в цифровом варианте. Цифровое телевидение на даче отличный способ расслабиться после трудового напряжения. Приобретать нужно антенну для цифрового телевидения. Получив цифровой сигнал, оцениваем качество. Проблема слабого приема решается применением усилителя на антенне для дачи. Остальные ситуации требуют использования метрового диапазона и приобретения соответствующей антенны.
Аналоговое телевидение ловится везде. Но лучшим выходом станет покупка комбинированной антенны, для возможности приема обоих сигналов. Города растут, цифровое покрытие увеличивается.
Может через определенный отрезок времени ваша дача окажется в зоне цифрового воздействия. Последним и дорогим вариантом остается спутниковое телевидение с помощью которого вы получите идеальную цифровую картинку в любой точке страны, но за приличные деньги.
Основные критерии выбора
При выборе производителя опирайтесь на советы знакомых, которые попробовали работу поставщиков вещания и сформировали свое мнение по этому поводу.
Ценовой показатель не является ключевым. Часто антенна средней цены ничем ни уступает раскрученному бренду по функциональности. Дорогое устройство следует покупать в случае слабого сигнала.
Критерии надежности. Такой прибор покупается на несколько лет или сезонов. С другой стороны, на него постоянно влияет атмосферное воздействие. Выбор придется осуществлять между стальной и алюминиевой антеннами. Стальная антенна крепка, надежна, не боится оледенений, не ломается. Изделие из алюминия легкое и не ржавеет. Важно приобрести надежные крепления. Пластиковый блок, содержащий усилитель, должен быть герметичным, чтобы не пропустить влагу. Оцените уплотнители, крышку и место выхода кабеля.
Предварительным шагом становится получение совета от ваших дачных соседей. Многие используют цифровые антенны и могут поделиться своим мнением. Консультанты больших магазинов техники дадут рекомендации по приобретению устройства для вашего района. Зайдите на интернет форумы. Там можно получить массу полезной информации по возникшей проблеме
.
Активные или пассивные
Телевизор на дачу привозится с определенной целью. И отсутствие такого прибора как антенна для дачи, сделает его транспортировку ненужной. Потому требуется приобретение активной или пассивной антенны для полноценного отдыха всей семьи. Выбор при покупке антенны зависит от качества транслируемого сигнала.
Хороший или обычный сигнал позволяет приобрести пассивную антенну.
У нее несколько достоинств:- Она значительно дешевле.
- В ней просто нечему ломаться, поэтому она долговечна.
- Ее, в основном, минуют молнии.
- Не требует привязки к электросети из-за блока питания.
Подчеркиваем, что эфирная антенна для дачи пассивного характера приобретается только в случае наличие зоны уверенного приема сигнала. Все другие ситуации требуют приобретения активной антенны с подходящим усилителем. Если усилитель слаб для вашей зоны, его можно заменить, не покупая новое устройство. Также стоит устанавливать антенну так, чтобы избежать лишних метров кабеля от прибора к телевизору. Чем больше длина провода, тем хуже проходит сигнал. Оптимальной считается длина в 5 метров.
Можно создать антенну для дачи своими руками. Но стоит ли это делать. Цена устройства не такая большая, процесс сборки требует специальных знаний. Смонтировать подобное устройство можно по инструкциям, предоставляемым всемирной паутиной. И все же качество такого изделия не будет идеальным.
Заключение
Московская область одна из самых технически оснащенных в стране. Поэтому сигнал предается по всему региону сильного уровня. В большинстве случаев доступно цифровое телевидение. В то же время – рынок устройств для приема сигнала не выделяется широким модельным рядом. При необходимости приобретения антенны воспользуйтесь предоставленными советами, а затем переходите к выбору марки. Вряд ли вам понадобится дорогая модель с мощным усилителем.
Покрытие региона позволит приобрести среднюю по цене наружную или комбинированную антенну для качественного приема любимых телепередач.
Загрузка…Типы Wi-Fi антенн.
По многочисленным просьбам, сегодня разберем классификацию и типы Wi-Fi антенн. А также выбор вида антенны и правила монтажа в зависимости от условий. Обеспечение производителем максимальных удобств пользователю при запуске в работу и эксплуатации бытовых устройств является одной из главных составляющих популярности подобного продукта. После подключении сетевого шнура и запуска системы Plug and Play быстрая самонастройка и включение в работу выполняется в течении 3—5 с.
При решении проблем, связанных с приёмом и раздачей беспроводного Wi-Fi-сигнала в собственной городской квартире или загородном жилье, возникает необходимость самостоятельной установки и настройки комплекта оборудования. Для работы с антенным хозяйством необходимы знания, обеспечивающие качественный монтаж и настройку устройства своими силами. Информация о Wi-Fi антеннах, области их применения, способах установки, рассматриваемые в этой статье, будут полезны заинтересованному потребителю.
Классификация типов антенн
Работа потребителя с сетевыми ресурсами по беспроводной сети возможна после передачи сигнала от антенны роутера, куда он поступает от внешней антенны. Активная система с усилителем высокочастотного сигнала применяется при большом удалении передающей вышки от конечного пользователя, отличаясь в худшую сторону одновременным усилением эфирного «мусора» вместе с основным сигналом. При небольшом удалении передатчика для усиления беспроводного wi-fi сигнала лучше использовать пассивную внешнюю антенну.
Разделение внешних антенн по способу установки
Outdoor — наружные
Наружные антенны характеризуют:
- Увеличенными размерами
- Возможностью крепления при установке на уличных зданиях, сооружениях.
- Стойкостью изделия к погодным изменениям.
- Повышенным коэффициентом усиления потока с уменьшением ширины направленной диаграммы сигнала.
- Установкой в зоне прямой видимости передатчика.
Indoor- внутренние
Для приёма и раздачи сигнала внутри помещения используются внутренние антенны.
Свойства внутренних антенн определяются:
- Уменьшенными размерами.
- Современным внешним видом.
- Установкой на горизонтальной плоскости, возможностью настенного (потолочного) крепления, установки непосредственно в точке доступа.
- Сравнительно слабым коэффициентом усиления сигнала, всенаправленной диаграммой приёма и раздачи потока излучения.
Разделение по направлению принимающего и передающего сигнала
Всенаправленные антенны
Всенаправленные (изотропные) устройства используются как за пределами жилого помещения, так и внутри него. Небольшой коэффициент усиления, равномерно излучение сигнала определяют характеристики этих антенн.
В диаграмме направленности показаны преимущественные направления потока радиоволн в вертикальном и горизонтальном направлении.
Направленные антенны
Независимо от наружной или внутренней установки направленные антенны обладают повышенным коэффициентом усиления, увеличивая ширину полосы принимаемого или передаваемого сигнала.
Характеристики диаграммы устройств позволяют создавать беспроводную сеть Wi-Fi с высоким качеством передаваемого сигнала, увеличивая расстояние от передатчика до зоны приёма. Излучение сигнала в заданном направлении исключает его использование незарегистрированными абонентами.
Поляризация Wi-Fi антенн
Характер распространения волны в пространстве, или поляризация, влияющие на качество приёма, определяется конструкцией антенны, способом её установки. В зависимости от этого волны антенны имеют:
- Круговую поляризацию.
К достоинствам антенн такой конструкции можно отнести эффективную работу в местах скопления беспроводных устройств, наличия большого объёма отражённых паразитных сигналов, радиопомех. Передаваемый от них сигнал способен преодолевать горизонтальные, вертикальные препятствия с минимальной потерей своей мощности. Антенны способны суммировать поступающие радиосигналы независимо от фазовой задержки при их поступлении. Недостатком является узкополосный диапазон антенн.
- Вертикальную линейную поляризацию.
Достоинствами этих антенн являются простота установки, небольшие габаритны по горизонтали, эффективная работа при установке на небольших высотах подвеса.
- Горизонтальную линейную поляризацию.
При горизонтальной поляризации устройства КПД антенны повышается, в связи с меньшей отражательной способностью и чувствительностью к помехам, имеющим вертикальную диаграмму.
Преимуществом антенны является лучший приём сигнала при отсутствии зоны прямой видимости передатчика, более эффективным проникновение радиоволн через вертикальные препятствия в условиях работы в мегаполисе.
При выборе антенны, для достижения максимальной эффективности приёма, необходимо учитывать изменение плоскости поляризации во время прохождения сигнала в ионосфере. В этом случае лучше работает устройство с круговой диаграммой.
Важно! Качество приема-передачи сигнала улучшается в случае применения антенн с одним типом поляризации, работающих в зоне прямой видимости.
Коэффициент усиления антенн
Конструктивные особенности направленных антенны зависят от коэффициента усиления антенны, измеряемого в децибелах (дБ). Величина показывает, как увеличилась насыщенность потока в дБ отдельно взятой направленной антенны по отношению к плотности сигнала изотропного устройства, работающего равномерно во все стороны.
Важно! Пассивные приёмные устройства не могут самостоятельно увеличивать сигнал. Его мощность зависит только от передатчика. За счёт особенностей конструкции направленная антенна фокусирует и уплотняет сигнал, избирательно направляя его в точку приёма.
Дальность передачи потока информации можно определить при проведении несложных расчётов. Для этого необходимо суммировать мощность передающего устройства в беспроводной точке доступа с коэффициентом усиления направленной антенны. Полученная величина показывает вектор максимального коэффициента усиления основного лепестка на диаграмме антенны.
Обязательные правила монтажа антенн
Перед выполнением монтажных работ по установке необходимо
Учитывать вектор сигнала от передатчика.
Принимать во внимание наличие искусственных и естественных преград между передатчиком и приёмником, отражение или поглощение сигнала препятствиями.
Качество и дальность приёма Wi-Fi-сигнала может измениться в худшую сторону в зависимости от:
- Плотности застройки на пути прохождения сигнала.
- Материалов изготовления строений и сооружений, естественных преград.
Приведённые условия уменьшают эффективное расстояние уверенного приёма сигнала. В технических характеристиках паспорта дальность приёма-передачи роутера указывается для прямой видимости. При расчёте реальной мощности сигнала в каждом конкретном случае необходимо учитывать табличные значения коэффициентов (эффективных расстояний) материалов преград. Каждая материал уменьшает мощность сигнала на расчётное значение. При умножении паспортных данных антенны на этот коэффициент определяется эффективное расстояние работы антенны в каждом индивидуальном случае.
Важно! Уменьшение эффективного расстояния можно избежать подбором антенны с повышенным коэффициентом усиления. Уменьшение длины кабеля, подключающего антенну к приёмному устройству, улучшает качество сигнала.
Обязательно производить заземление в случае установки антенны на открытом пространстве.
Правильная установка антенны и качественный приём контента зависит от каждого из параметров, приведённых в статье. Соблюдение правил выбора и законов физики при покупке, установке и настройке оборудования позволит сэкономить время на его запуск в работу, избежать неоправданных денежных расходов на приобретение ненужного оборудования.
Как работают антенны и передатчики?
Как работают антенны и передатчики? — Объясни это Рекламное объявлениеКриса Вудфорда. Последнее изменение: 6 октября 2021 г.
Представьте, что вы протягиваете руку и ловите слова, картинки и информация проходит мимо. Вот примерно то, что антенна (иногда называемый антенной) делает: это металлический стержень или блюдо, улавливает радиоволны и превращает их в электрические сигналы, питающие во что-то вроде радио или телевизор или телефонная система.Такие антенны иногда называют приемниками. Передатчик — это антенны другого типа, выполняющие функции, противоположные приемнику: он превращает электрические сигналы в радиоволны, чтобы они могли путешествовать иногда тысячи километров вокруг Земли или даже в космос и назад. Антенны и передатчики — ключ практически ко всем формы современной телефонной связи. Давайте подробнее рассмотрим, что они есть и как они работают!
Фото: огромная 70-метровая спутниковая антенна Canberra с глубокой тарелкой в Австралии.Фото любезно предоставлено НАСА в палате общин.
Как работают антенны
Предположим, вы руководитель радиостанции и хотите транслируйте свои программы в мир. Как вы это делаете?
Вы используете микрофоны, чтобы улавливать звуки голосов людей и поворачивать их в электрическую энергию. Вы берете это электричество и слабо говоря, заставьте его течь по высокой металлической антенне (усиливая ее мощность много раз, поэтому он будет путешествовать так далеко, как вам нужно, в мир).Как электроны (крошечные частицы внутри атомов) в электрическом токе колеблются взад и вперед вдоль антенны, они создают невидимое электромагнитное излучение в виде радиоизлучения. волны. Эти волны, частично электрические и частично магнитные, распространяются со скоростью света, забирая ваше радио. программа с ними. Что происходит, когда я включаю радио у себя дома в нескольких милях отсюда? Радиоволны, которые вы послали, проходят через металлическую антенну и заставляют электроны покачиваться взад и вперед. Это порождает электрический ток — сигнал о том, что электронные компоненты внутри моего радио снова включается в звук, который я слышу.
Иллюстрация: Как передатчик посылает радиоволны приемнику. 1) Электричество, поступающее в антенну передатчика, заставляет электроны колебаться вверх и вниз, создавая радиоволны. 2) Радиоволны распространяются по воздуху со скоростью света. 3) Когда волны достигают приемной антенны, они заставляют электроны внутри нее вибрировать. Это производит электрический ток, который воссоздает исходный сигнал.
Антенны передатчика и приемника часто очень похожи в дизайн.Например, если вы используете что-то вроде спутникового телефона который может отправлять и принимать видео-телефонные звонки в любое другое место на Земле, используя космические спутники, сигналы, которые вы передаете и получаете все проходят через одну спутниковую антенну — особый вид антенны. в форме чаши (технически известный как параболический отражатель , потому что блюдо изгибается в форме графика, называемого параболой).
Фото: параболическая тарелка-рефлектор (1) улавливает набегающие волны и отбрасывает их до концентрирующий «субрефлектор» гораздо меньшего размера над и в центре тарелки (2), из которого они отражается вниз для обработки (3).Такая тарелка также может работать как передатчик, просто посылая радиолучевые лучи в обратном направлении. Фотография антенны Сети глубокого космоса любезно предоставлена НАСА.
Часто, однако передатчики и приемники выглядят по-разному. ТВ или радио радиовещательные антенны — это огромные мачты, иногда простирающиеся на сотни метров / футов в воздух, потому что они должны посылать мощные сигналы на большие расстояния. (Один из тех, на которые я регулярно настраиваюсь, на Саттон Колдфилд в Англии, мачта имеет высоту 270,5 метра или 887 футов, что соответствует примерно 150 высоким стоящим людям. друг на друга.) Но вам не нужно ничего такого большого на телевизоре или радио дома: антенна гораздо меньшего размера подойдет.
Волны не всегда проходят по воздуху от передатчика к приемнику. В зависимости от того, какие виды (частоты) волн мы хотим послать, как далеко мы хотим их послать и когда мы хотим это сделать, на самом деле существует три различных способа распространения волн: зрение; 2) земной волной; 3) Через ионосферу.
Иллюстрация: Как волна распространяется от передатчика к приемнику: 1) По прямой видимости; 2) земной волной; 3) Через ионосферу.
- Как мы уже видели, они могут стрелять по прямой линии, так называемой «прямой видимости» — точно так же, как луч света. В старомодных междугородных телефонных сетях микроволновые печи использовались для передачи вызовов таким образом между очень высокими коммуникационными вышками.
(волоконно-оптические кабели в значительной степени сделали это устаревшим).
Фото: Антенны, которые используют связь прямой видимости, должны быть установлены на высоких башнях, как это. Вы можете видеть тонкие диполи антенны, торчащие из верхней части, но большая часть того, что вы видите здесь, — это просто башня, которая держит антенну высоко в воздухе.Фото Пьера-Этьена Куртежуа любезно предоставлено Армией США.
- Они могут двигаться вокруг кривизны Земли в так называемой земной волне. AM (средневолновое) радио имеет тенденцию перемещаться по этому пути на короткие и средние расстояния. Это объясняет, почему мы можем слышать радиосигналы за горизонтом (когда передатчик и приемник не находятся в пределах видимости друг друга).
- Они могут выстрелить в небо, отразиться от ионосферы (электрически заряженной части верхней атмосферы Земли) и снова спуститься на землю.Этот эффект лучше всего работает ночью, что объясняет, почему удаленные (иностранные) AM-радиостанции намного легче поймать по вечерам. Днем уходящие в небо волны поглощаются нижними слоями ионосферы. Ночью этого не происходит. Вместо этого более высокие слои ионосферы улавливают радиоволны и отбрасывают их обратно на Землю, давая нам очень эффективное «небесное зеркало», которое может помочь переносить радиоволны на очень большие расстояния.
Какой длины должна быть антенна?
Самая простая антенна представляет собой кусок металлического провода, прикрепленный к радио.Первое радио, которое я когда-либо построил, когда мне было 11 или 12 лет, было кристалл с длинной петлей из медного провода, выступающей в качестве антенны. Я запустил антенна прямо под потолком моей спальни, так что это должно быть всего около 20–30 метров (60–100 футов) в длину!
Большинство современных транзисторных радиоприемников имеют как минимум две антенны. Один из это длинный блестящий телескопический стержень, который вынимается из корпуса и поворачивается для приема сигналов FM (частотная модуляция). В другое — антенна внутри корпуса, обычно прикрепленная к основному печатная плата, и она принимает сигналы AM (амплитудной модуляции).(Если вы не уверены в разнице между FM и AM, обратитесь к нашей статье о радио.)
Зачем в радиоприемнике две антенны? Сигналы на этих разные диапазоны волн переносятся радиоволнами разных частота и длина волны. Типичные радиосигналы AM имеют частоту 1000 кГц (килогерц), тогда как типичные FM-сигналы составляют около 100 МГц (мегагерцы) — поэтому они вибрируют примерно в сто раз быстрее. Поскольку все радио волны движутся с одинаковой скоростью (скорость света 300 000 км / с или 186000 миль в секунду), сигналы AM имеют длины волн примерно в сто раз больше, чем FM-сигналы.Вам нужно два антенны, потому что одна антенна не может уловить такие огромные разный диапазон длин волн. Это длина волны (или частота, если вы предпочитаете) радиоволн, которые вы пытаетесь обнаружить, определяет размер и тип антенны, которую вам нужно использовать. Говоря в широком смысле, длина простой (стержневой) антенны должна составлять примерно половину длины волны радиоволны, которые вы пытаетесь получить (также можно сделать антенны на четверть длины волны, компактные миниатюрные антенны, длина которых составляет около одной десятой длины волны, и мембранные антенны, которые еще меньше, хотя мы не будем здесь вдаваться в подробности).
Длина антенны — не единственное, что влияет на длину волны. ты собираешься забрать; если бы это было, радио с фиксированной длиной антенны может принимать только одну станцию. Антенна подает сигналы в схему настройки. внутри радиоприемника, который предназначен для «фиксации» одной конкретной частоты и игнорирования остальных. Самая простая схема приемника (вроде той, что вы найдете в кристаллическом радио) не что иное, как моток проволоки, диод и конденсатор, и он подает звуки в наушник.Схема реагирует (технически резонирует с , что означает электрические колебания) на частоте, на которую вы настроены. и отбрасывает частоты выше или ниже этого. Регулируя емкость конденсатора, вы меняете резонансную частоту, что настраивает ваше радио на другую станцию. Задача антенны — улавливать энергию проходящих радиоволн, достаточную для того, чтобы цепь резонирует только на нужной частоте.
Антенны AM и FM: длинное и короткое
Посмотрим, как это работает для FM.Если я попытаюсь послушать типичный радиовещание на частоте FM 100 МГц (100000000 Гц), волны, несущие мою программу, имеют длину около 3 м (10 футов). Итак, идеал длина антенны составляет около 1,5 м (4 фута), что примерно соответствует длина телескопической антенны FM-радио, когда она полностью выдвинута.
Фото: Рамочная антенна AM внутри типичного транзисторного радиоприемника. очень компактный и очень направленный. Проволока розового цвета, из которой состоит антенна, намотана на толстый ферритовый сердечник (черный стержень).Обычно, как вы можете видеть здесь, на одном ферритовом стержне расположены две отдельные антенны: одна для AM (средневолновая) и одна для LW (длинноволновая).
Теперь для AM длины волн примерно в 100 раз больше, так почему же вы этого не делаете? нужна антенна длиной 300 м (0,2 мили), чтобы принимать их? Что ж, вам нужна мощная антенна, вы просто не знаете, что она там есть! АМ-антенна внутри транзисторного радиоприемника работает совсем по-другому. путь к антенне FM снаружи. Где FM-антенна улавливает электрическую часть радиоволны, вместо этого AM-антенна соединяется с магнитной частью .Это очень тонкая проволока (обычно несколько десятков метров) закольцованы вокруг ферритового (магнитного) сердечника, от нескольких десятков до нескольких сотен раз, что в значительной степени концентрирует магнитную часть радиосигналов и создает («индуцирует») более сильный ток в проводе. обернуты вокруг них. Это означает, что такая антенна может быть действительно крошечной и при этом иметь отличную производительность. Без ферритового стержня рамочной антенне требуется гораздо больше витков провода. (так что тысячи вместо сотен или десятков) или петли проволоки нужно быть намного больше.Поэтому внешние FM-антенны для радиоприемников иногда берут форма большой петли, может быть, 10–20 см (4–8 дюймов) в диаметре или около того.
Иллюстрация: Вверху: Электромагнитные радиоволны состоят из вибрирующих электрических волн (синий) и магнитных волн (красный), которые перемещаются вместе со скоростью света (черная стрелка). Внизу: Слева: FM-антенна улавливает относительно коротковолновую высокочастотную электрическую часть FM-радиоволн. Справа: ферритовая рамочная антенна AM улавливает и концентрирует магнитные составляющие более длинноволновых и низкочастотных электромагнитных волн.
Пока все хорошо, но как насчет мобильных телефонов? Почему им нужны только короткие и короткие антенны вроде той, что на фото? Мобильные телефоны тоже используют радиоволны, также движущиеся со скоростью света, и с типичной частотой 800 МГц (примерно в десять раз больше, чем FM-радио). Это означает, что их длина волны примерно в 10 раз короче, чем у FM-радио, поэтому им нужно антенна размером примерно в одну десятую. В смартфонах антенна обычно растягивается вокруг внутренней части корпуса. Посмотрим, как это вычисляется: если частота 800 МГц, длина волны 37.5 см (14,8 дюйма), а половина длины волны будет быть 18 см (7,0 дюйма). Мой нынешний смартфон LG имеет длину около 14 см (5,5 дюйма), так что вы можете видеть мы находимся на правильном пути.
Фото: 1) Эта телескопическая антенна FM-радио выдвигается на длину примерно 1–2 м (3–6 футов или около того), что примерно вдвое меньше длины радиоволн, которую она пытается уловить. 2) Мобильные телефоны имеют особенно компактные антенны. Более старые (например, Motorola слева) имеют короткие внешние антенны или те, которые выдвигаются телескопически.(Открытая часть антенны — это то, на что указывает мой палец и есть еще одна деталь, которую мы не видим бегущей по краю печатной платы внутри корпуса.) Более новые мобильные телефоны (например, модель Nokia справа) имеют более длинные антенны, полностью встроенные в корпус.
Другие типы антенн
Простейшие радиоантенны представляют собой длинные прямые стержни. Много Внутренние телевизионные антенны имеют форму диполя : металлический стержень, разделенный на две части и сложены горизонтально, так что немного похоже на человека, стоящего прямо их руки вытянуты горизонтально.Более изысканный открытый Телевизионные антенны имеют несколько таких диполей, расположенных вдоль центрального опорный стержень. Другие конструкции включают круглые петли из проволоки и конечно, параболические спутниковые тарелки. Почему так много разных дизайнов? Очевидно, что волны, приходящие на антенну от передатчика, абсолютно одинаковы, несмотря ни на что. форма и размер антенны. Другой вид диполей поможет сконцентрировать сигнал, чтобы его было легче обнаружить. Этот эффект можно усилить еще больше, добавив несвязанные «фиктивные» диполи, известные как направляющие и отражатели, которые направляют большую часть сигнала на действительные принимающие диполи.Это эквивалентно усилению сигнала и возможности принимать более слабый сигнал, чем более простая антенна.
Иллюстрации: Четыре распространенных типа антенн (красные) и места, где они лучше всего воспринимаются (оранжевые): основной диполь, сложенный диполь, диполь и отражатель, а также Яги. Базовая или сложенная дипольная антенна одинаково хорошо улавливает перед своими полюсами или за ними, но плохо на каждом конце. Антенна с отражателем улавливает намного лучше с одной стороны, чем с другой, потому что отражающий элемент (красная дипольоподобная полоса слева) отражает больше сигнала на свернутый диполь справа.Yagi еще больше преувеличивает этот эффект, улавливая очень сильный сигнал с одной стороны и почти не обнаруживая сигнала где-либо еще. Он состоит из множества диполей, отражателей и директоров.
Важные свойства антенн
Три характеристики антенн особенно важны, а именно их направленность, усиление и полоса пропускания.
Направленность
Диполи очень направленные : они улавливают приходящие радиоволны, идущие в под прямым углом к ним.Вот почему телевизионная антенна должна быть правильно установлен на вашем доме и обращен в правильную сторону, если вы собираетесь получить четкую картину. Телескопическая антенна на FM-радио меньше явно направленный, особенно если сигнал сильный: если вы направьте его прямо вверх, он будет улавливать хорошие сигналы от практически любое направление. Ферритовая антенна AM внутри радиоприемника гораздо более направленный. Слушая AM, ты найдешь себя нужно повернуть рацию, пока она не улавливает действительно сильный сигнал.(Как только вы найдете лучший сигнал, попробуйте повернуть радио ровно на 90 градусов и обратите внимание на то, как сигнал часто отваливается практически на нет.)
Хотя высоконаправленные антенны могут показаться болезненными, когда они правильно выровнены, они помогают уменьшить помехи от нежелательных станций или сигналов, близких к той, которую вы пытаетесь обнаружить. Но направленность — не всегда хорошо. Подумайте о своем мобильном телефоне. Вы хотите, чтобы он мог принимать звонки, где бы он ни находился относительно ближайшая телефонная мачта или забирайте сообщения, в какую бы сторону он ни указывал, когда он лежит в сумке, так что направленная антенна не годится.То же самое и с GPS-приемником, который сообщает вам, где вы находитесь. с использованием сигналов нескольких космических спутников. Поскольку сигналы приходят из разных спутники, находящиеся в разных местах неба, отсюда следует, что они приходят с разных направлений, так что, опять же, высоконаправленная антенна не была бы такой полезной.
Усиление
Коэффициент усиления антенны — это очень техническое измерение, но, в общем, сводится к количеству, на которое он увеличивает сигнал. Телевизоры часто принимают слабый, призрачный сигнал даже без антенна подключена.Это потому, что металлический корпус и другие компоненты действуют как основная антенна, не сфокусированная на каком-либо конкретном направление, и по умолчанию подбирать какой-то сигнал. Добавить правильный направленная антенна, и вы получите намного лучший сигнал . Коэффициент усиления измеряется в децибелах (дБ), и (как правило), чем больше коэффициент усиления тем лучше ваш прием. В случае с телевизорами вы получите гораздо больший выигрыш от сложной внешняя антенна (например, с 10–12 диполями в параллельной «решетке»), чем от простого диполя.Все наружные антенны работают лучше, чем комнатные, а также оконные и навесные. имеют больший прирост и работают лучше встроенных.
Пропускная способность
Ширина полосы антенны — это диапазон частот (или длины волн, если хотите), на которых он работает эффективно. В чем шире пропускная способность, тем больше дальность действия различных радиостанций волны, которые вы можете уловить. Это полезно для чего-то вроде телевидения, где вам может понадобиться выбрать много разных каналов, но много менее полезен для телефона, мобильного телефона или спутниковой связи где все, что вас интересует, это очень специфическая радиоволна передача на довольно узком частотном диапазоне.
Фотографии: Больше антенн: 1) Антенна, которая питает RFID-метку, вставленную в библиотечную книгу. Схема внутри него не имеет источника питания: она получает всю свою энергию от приходящих радиоволн. 2) Дипольная антенна внутри карты Wi-Fi для беспроводного Интернета PCMCIA. Он работает с радиоволнами 2,4 ГГц и длиной волны 12,5 см, поэтому его длина должна составлять всего около 6 см.
Кто изобрел антенны?
На этот вопрос нет простого ответа, потому что радио превратилось в полезный технологии через вторую половину XIX века благодаря работе довольно несколько разных людей — как ученых-теоретиков, так и экспериментаторов-практиков.
Кто были эти пионеры? Шотландский физик Джеймс Клерк Максвелл разработал теорию радио примерно в 1864 году. и Генрих Герц доказал, что радиоволны действительно существовали примерно 20 лет спустя (они были некоторое время спустя назвал в его честь волны Герца). Несколько лет спустя, на встрече в Оксфорде, Англия, 14 августа 1894 года, английский физик, Оливер Лодж , продемонстрировал, как радиоволны могут использоваться для передачи сигналов. из одной комнаты в другую в том, что он позже описал (в своей автобиографии 1932 года) как «очень инфантильный вид радиотелеграфии.» 1 февраля 1898 года Лодж подал в США патент на «электрический телеграф», описывая устройство для «оператора» с помощью того, что сейчас известно как «телеграфия на волнах Герца» для передачи сообщений через космос на любой один или несколько из множества различных люди в различных местах … «Неизвестный Лоджу на том этапе Гульельмо Маркони проводил свои собственные эксперименты в Италии примерно в то же время — и в конечном итоге оказался лучшим шоуменом: многие люди думают о нем как о «изобретателем радио» по сей день, тогда как, по правде говоря, он был только одним из группы дальновидных людей, которые помог превратить науку об электромагнитных волнах в практическую технологию, меняющую мир.
Иллюстрация: иллюстрация Оливера Лоджа посылки радиоволн через космос от передатчика (красный) к приемнику (синий) на некотором расстоянии, взятая из его патента 1898 года US 609,154: Electric Telegraphy. Предоставлено Бюро по патентам и товарным знакам США.
Ни в одном из первоначальных радиоэкспериментов не использовались передатчики или приемники, которые мы бы сразу узнали сегодня. Герц и Лодж, например, использовали часть оборудования, называемую генератором искрового разрядника: пара цинковых шариков, прикрепленных к коротким отрезкам медной проволоки с воздушным зазором между ними.Лодж и Маркони использовали когереры Бранли (стеклянные трубки, заполненные металлической опилкой) для обнаружения передаваемых ими волн. и получил, хотя Маркони счел их «слишком неустойчивыми и ненадежными» и в конце концов разработал свой собственный детектор. Вооружившись этим новым оборудованием, он проводил систематические эксперименты, выясняя, как высота антенны влияет на расстояние, на которое он может передавать сигнал.
А остальное, как говорится, уже история!
Рекламные ссылкиУзнать больше
На этом сайте
Книги
- Справочник по проектированию антенн Джона Л.Волакис (ред.). McGraw-Hill, 2018. Огромное, исчерпывающее, теоретическое и практическое руководство по всем распространенным типам антенн.
- Теория антенн: анализ и проектирование Константина А. Баланиса. Wiley, 2016. Хорошее общее теоретическое введение, предназначенное для студентов, изучающих физику и электротехнику. Не совсем подходит для начинающих — и вам понадобится хорошее понимание математики.
- Маленькие антенны: методы и приложения миниатюризации Джон Л. Волакис и др. МакГроу-Хилл, 2010.Ознакомьтесь с теорией и практическим дизайном небольших антенн для мобильных телефонов, RFID и других приложений.
- Теория и практика антенн Раджешвари Чаттерджи. New Age International, 2006.
Статьи
- Ни одна антенна не сможет выжить в жестокой радиоактивной среде Европы — до сих пор Насер Э. Чахат, IEEE Spectrum, 21 июля 2021 г. Как вы проектируете антенны для экстремальных условий космоса?
- Крошечные мембранные антенны Чарльза К. Чоя. IEEE Spectrum, 22 августа 2017 г.Современные антенны теперь можно уменьшить до 1/000 длины волны, которая им необходима.
- Настраиваемые антенны из жидкого металла для настройки на что угодно. Автор Александр Хеллеманс. IEEE Spectrum, 19 мая 2015 г. Какие антенны нам понадобятся для высокочастотных и коротковолновых радиоприложений в будущем?
- Патент Apple, умно скрывающий антенну в клавиатуре, автор — Кристина Боннингтон. Wired, 17 августа 2011 г. Как клавиатуры Apple скрывают антенны беспроводной связи под клавишами.
- Внутри лаборатории разработки антенн Apple, Брайан Х. Чен. Wired, 16 июля 2010 г. Экскурсия по секретной лаборатории Apple по тестированию антенн.
- Rabbit Ears Perk Up for Free HDTV от Мэтта Рихтела и Дженны Уортэм. The New York Times, 5 декабря 2010 г. Зрители, уставшие от цен на кабельное телевидение, вновь открывают для себя радость устаревших антенн и бесплатного телевидения.
- Усиление сигнала для мобильных телефонов: BBC News, 22 апреля 2008 г. Как оксфордские ученые разработали более сложную антенну для мобильного телефона.
- По мере того, как автомобили становятся более связанными, скрывать антенны становится все труднее, Иван Бергер. The New York Times, 14 марта 2005 г. ..
- Взлом трубки Pringles, Марк Уорд, BBC News, 8 марта 2002 г. Интересная новость, объясняющая, как хакеры использовали направленные антенны, сделанные из трубок Pringles, для взлома беспроводных сетей.
- Что вы должны знать о телевизионных антеннах Роберт Херцберг, Popular Science, декабрь 1950 г. Эта старая статья из архивов Popular Science остается очень ясным и актуальным введением в конструкцию антенн.
Пожалуйста, НЕ копируйте наши статьи в блоги и другие сайты
статей с этого сайта зарегистрированы в Бюро регистрации авторских прав США. Копирование или иное использование зарегистрированных работ без разрешения, удаление этого или других уведомлений об авторских правах и / или нарушение смежных прав может привести к серьезным гражданским или уголовным санкциям.
Авторские права на текст © Крис Вудфорд 2008, 2018. Все права защищены. Полное уведомление об авторских правах и условиях использования.
Следуйте за нами
Сохранить или поделиться этой страницей
Нажмите CTRL + D, чтобы добавить эту страницу в закладки на будущее, или расскажите об этом своим друзьям с помощью:
Цитировать эту страницу
Вудфорд, Крис.(2008/2018) Антенны и передатчики. Получено с https://www.explainthatstuff.com/antennas.html. [Доступ (укажите дату здесь)]
Больше на нашем сайте …
Как работают антенны | Мобильные системы
Представьте, что вы протягиваете руку и ловите проходящие мимо слова, картинки и информацию. Это примерно то же самое, что и антенна (иногда называемая антенной): это металлический стержень или тарелка, которая улавливает радиоволны и превращает их в электрические сигналы, поступающие в что-то вроде радио, телевидения или телефонной системы.Такие антенны иногда называют приемниками. Передатчик — это антенна другого типа, которая выполняет функцию, противоположную работе приемника: она превращает электрические сигналы в радиоволны, чтобы они могли путешествовать иногда на тысячи километров вокруг Земли или даже в космос и обратно. Антенны и передатчики являются ключом практически ко всем формам современной электросвязи. Давайте подробнее разберемся, что это такое и как работают!
Как работают антенны
Предположим, вы руководитель радиостанции и хотите транслировать свои программы на весь мир.Как вы это делаете? Вы используете микрофоны, чтобы улавливать звуки голосов людей и превращать их в электрическую энергию. Вы берете это электричество и, грубо говоря, заставляете его течь по высокой металлической антенне (многократно увеличивая ее мощность, чтобы она могла путешествовать так далеко, как вам нужно). Когда электроны (крошечные частицы внутри атомов) в электрическом токе движутся вперед и назад вдоль антенны, они создают невидимое электромагнитное излучение в форме радиоволн. Эти волны распространяются со скоростью света, унося с собой вашу радиопрограмму.Что происходит, когда я включаю радио у себя дома в нескольких милях от вас? Радиоволны, которые вы посылаете, проходят через металлическую антенну и заставляют электроны раскачиваться взад и вперед. Это генерирует электрический ток — сигнал о том, что электронные компоненты внутри моего радио снова превращаются в звук, который я слышу.
Как передатчик посылает радиоволны приемнику. 1) Электричество, поступающее в антенну передатчика, заставляет электроны колебаться вверх и вниз по ней, создавая радиоволны. 2) Радиоволны распространяются по воздуху со скоростью света.3) Когда волны достигают приемной антенны, они заставляют электроны внутри нее вибрировать. Это производит электрический ток, который воссоздает исходный сигнал.
Антенны передатчика и приемника часто очень похожи по конструкции. Например, если вы используете что-то вроде спутникового телефона, который может отправлять и принимать видеотелефонные вызовы в любое другое место на Земле с помощью космических спутников, все передаваемые и принимаемые вами сигналы проходят через одну спутниковую тарелку особого вида. антенны, имеющей форму чаши (и технически известной как параболический отражатель, потому что тарелка изгибается в форме графика, называемого параболой).Однако часто передатчики и приемники выглядят по-разному. Антенны теле- или радиовещания — это огромные мачты, иногда поднимающиеся в воздух на сотни метров, потому что они должны посылать мощные сигналы на большие расстояния. Но вам не нужно ничего такого большого на телевизоре или радио дома: антенна гораздо меньшего размера отлично справится с этой задачей.
Волны не всегда проходят по воздуху от передатчика к приемнику. В зависимости от того, какие виды (частоты) волн мы хотим послать, как далеко мы хотим их послать и когда мы хотим это сделать, на самом деле существует три различных способа распространения волн:
Иллюстрация: Как волна распространяется от передатчика к приемнику: 1) По прямой видимости; 2) земной волной; 3) Через ионосферу.
- Как мы уже видели, они могут стрелять по прямой линии, так называемой «прямой видимости» — точно так же, как луч света. В старых сетях междугородной телефонной связи микроволновые печи использовались для передачи вызовов между очень высокими коммуникационными вышками.
- Они могут двигаться вокруг кривизны Земли в так называемой земной волне. AM (средневолновое) радио имеет тенденцию перемещаться по этому пути на короткие и средние расстояния. Это объясняет, почему мы можем слышать радиосигналы за горизонтом (когда передатчик и приемник не находятся в пределах видимости друг друга).
- Они могут выстрелить в небо, отразиться от ионосферы (электрически заряженной части верхней атмосферы Земли) и снова спуститься на землю. Этот эффект лучше всего работает ночью, что объясняет, почему удаленные (иностранные) AM-радиостанции намного легче поймать по вечерам. Днем уходящие в небо волны поглощаются нижними слоями ионосферы. Ночью этого не происходит. Вместо этого более высокие слои ионосферы улавливают радиоволны и отбрасывают их обратно на Землю, давая нам очень эффективное «небесное зеркало», которое может помочь переносить радиоволны на очень большие расстояния.
Какой длины должна быть антенна?
Фото: Эта телескопическая антенна FM-радио выдвигается на длину примерно 1-2 м (3-6 футов или около того), что примерно вдвое меньше длины радиоволн, которую она пытается уловить.
Самая простая антенна — это кусок металлического провода, прикрепленный к радиоприемнику. Первое радио, которое я когда-либо построил, когда мне было 11 или 12, было на кристалле с длинной петлей из медного провода, выступающей в качестве антенны. Я проложил антенну прямо вокруг потолка моей спальни, так что она должна была быть около 20–30 метров (60–100 футов) в длину!
Фото: Антенны, которые используют связь прямой видимости, необходимо устанавливать на высоких башнях, как это.Вы можете увидеть тонкие диполи антенны, торчащие из верхней части, но большая часть того, что вы видите здесь, — это просто башня, которая держит антенну высоко в воздухе. Фото Пьера-Этьена Куртежуа любезно предоставлено Армией США.
Большинство современных транзисторных радиоприемников имеют как минимум две антенны. Один из них — длинный блестящий телескопический стержень, который вынимается из корпуса и поворачивается для приема сигналов FM (частотной модуляции). Другой — это антенна внутри корпуса, обычно прикрепленная к основной плате, и она принимает сигналы AM (амплитудной модуляции).(Если вы не уверены в разнице между FM и AM, обратитесь к нашей статье о радио.)
Зачем в радиоприемнике две антенны? Сигналы в этих разных диапазонах волн передаются радиоволнами разной частоты и длины волны. Типичные радиосигналы AM имеют частоту 1000 кГц (килогерц), тогда как типичные сигналы FM имеют частоту около 100 МГц (мегагерцы), поэтому они вибрируют примерно в сто раз быстрее. Поскольку все радиоволны распространяются с одинаковой скоростью (скорость света, которая составляет 300 000 км / с или 186 000 миль в секунду), сигналы AM имеют длины волн примерно в сто раз больше, чем сигналы FM.Вам нужны две антенны, потому что одна антенна не может улавливать столь сильно различающиеся диапазоны длин волн. Длина (или частота, если хотите) радиоволн, которые вы пытаетесь обнаружить, определяет длину антенны, которую вам нужно использовать. Вообще говоря, длина антенны должна составлять примерно половину длины волны радиоволн, которую вы пытаетесь принять (также можно сделать антенны, длина которых составляет четверть длины волны, хотя мы не будем здесь вдаваться в подробности). .
Свойства, формы излучения и их работа
В эту современную эпоху беспроводной связи многие инженеры проявляют интерес к специализации в областях связи, но для этого требуются базовые знания фундаментальных концепций связи, таких как типы антенн, электромагнитное излучение и различные явления, связанные с распространением радиоволн и т. Д.В случае систем беспроводной связи антенны играют важную роль, поскольку они эффективно преобразуют электронные сигналы в электромагнитные волны. Антенны являются основными компонентами любой электрической цепи, поскольку они обеспечивают соединительные линии между передатчиком и свободным пространством или между свободным пространством и приемником. Прежде чем мы обсудим типы антенн, необходимо понять несколько свойств. Помимо этих свойств, мы также подробно рассмотрим различные типы антенн, используемые в системе беспроводной связи.
Что такое антенна?
Металлическая конструкция, которая используется для передачи или захвата радиоэлектромагнитных сигналов, известна как антенна. Они доступны в различных размерах и формах. Антенны небольшого размера можно найти на крышах для просмотра телевидения, тогда как большие антенны используются для приема сигналов с помощью спутников. Антенны SCaN (космическая связь и навигация) в основном включают в себя особую антенну чашеобразной формы, которая фокусирует сигналы на определенном конце, известном как параболическая антенна.Этот вид антенны позволяет как передавать, так и улавливать электромагнитные сигналы, которые могут перемещаться по вертикали и горизонтали для передачи и захвата сигнала.
Из линии передачи сигнал подается на антенну, после чего этот сигнал может быть преобразован в электромагнитную энергию для распространения по всему пространству. Иногда электрическое устройство, такое как антенна или антенна, используется для преобразования электроэнергии в электромагнитные сигналы и наоборот.
Антенна играет ключевую роль в передаче электромагнитного излучения.
В передающей антенне антенна принимает электрические сигналы от линии передачи и преобразует их в радиоволны. В приемной антенне все наоборот, потому что она пропускает радиосигналы из космоса, преобразует их в электрические сигналы и передает их в линию передачи. Типичными параметрами антенны являются ширина полосы, усиление, диаграмма направленности, поляризация, импеданс и ширина луча.
Зачем нам антенны?
Есть много причин использовать антенны, но главная причина в том, что они обеспечивают простой способ передачи сигналов там, где другие методы невозможны.
Например, пилоту самолета необходимо часто разговаривать с персоналом УВД. Таким образом, связь между ними может осуществляться через беспроводную связь и антенны, которые служат для этого входом. Таким образом, есть несколько условий, в противном случае они применяются везде, где кабели выбираются вместо беспроводной связи через антенны.
Основные параметры типов антенн
В системе беспроводной связи антенна является важным компонентом.Поэтому важно знать, что характеристики системы беспроводной связи зависят от характеристик антенны, которая используется в системе. Например, рабочие характеристики системы связи будут определять свое происхождение от характеристик направленности антенны. Во многих применениях антенн антенны связаны с некоторыми основными параметрами. Иногда их называют характеристиками или свойствами антенны. Некоторые характеристики антенны включают следующее.
- Диаграмма направленности антенны
- Поляризация антенны
- Интенсивность излучения
- Эффективная апертура
- Усиление и направленность
- Пропускная способность
- Коэффициент усиления мощности и радиационная эффективность
- Эффективная длина
- Входное сопротивление
Свойства типов антенн
Различные свойства типов антенн включают следующие.
- Усиление антенны
- Диафрагма
- Направленность и полоса пропускания
- Поляризация
- Полезная длина
- Полярная диаграмма
Коэффициент усиления антенны: Параметр, который измеряет степень направленности радиальной диаграммы направленности антенны, известен как усиление.Антенна с более высоким коэффициентом усиления более эффективна по диаграмме направленности. Антенны сконструированы таким образом, что мощность возрастает в желаемом направлении и уменьшается в нежелательном направлении.
G = (мощность, излучаемая антенной) / (мощность, излучаемая эталонной антенной)
Апертура: Эта апертура также известна как эффективная апертура антенны, которая активно участвует в передаче и приеме электромагнитных волн. Мощность, принимаемая антенной, ассоциируется с коллективной областью.Эта собранная область антенны известна как эффективная апертура.
Pr = Pd * A Вт
A = pr / pd м2
Направленность и полоса пропускания: Направленность антенны определяется как мера концентрированного излучения мощности в определенном направлении. Это можно рассматривать как способность антенны направлять излучаемую мощность в заданном направлении. Это также можно отметить как отношение интенсивности излучения в заданном направлении к средней интенсивности излучения.Полоса пропускания — один из требуемых параметров при выборе антенны. Его можно определить как диапазон частот, в котором антенна может должным образом излучать энергию и принимать энергию.
Поляризация: Электромагнитная волна, исходящая от антенны, может быть поляризована вертикально и горизонтально. Если волна поляризуется в вертикальном направлении, то вектор E вертикальный, и для этого требуется вертикальная антенна. Если вектор E расположен горизонтально, для его запуска требуется горизонтальная антенна.Иногда используется круговая поляризация, это комбинация как горизонтального, так и вертикального способов.
Эффективная длина: Эффективная длина — это параметр антенн, который характеризует эффективность антенн при передаче и приеме электромагнитных волн. Эффективную длину можно определить как для передающей, так и для приемной антенн. Отношение ЭДС на входе приемника к напряженности электрического поля, возникающего на антенне, известно как эффективная длина приемника.Эффективная длина передатчика может быть определена как длина свободного пространства в проводнике, а распределение тока по его длине создает одинаковую напряженность поля в любом направлении излучения.
Эффективная длина = (Площадь при неравномерном распределении тока) / (Площадь при равномерном распределении тока)
Полярная диаграмма: Наиболее важным свойством антенны является диаграмма направленности или полярная диаграмма. В случае передающей антенны на этом графике обсуждается напряженность силового поля, излучаемого антенной в различных угловых направлениях, как показано на графике ниже.График также может быть получен как для вертикальной, так и для горизонтальной плоскости — и он также называется вертикальным и горизонтальным образцами соответственно.
Различные типы антенн
До сих пор мы рассматривали свойства антенн, а теперь обсудим различные типы антенн, которые используются для различных приложений.
Типы антеннЛогопериодические антенны
- Антенны с галстуком-бабочкой
- Логопериодическая дипольная матрица
Проволочные антенны
- Короткая дипольная антенна
- Дипольная антенна
- Монопольная антенна
- Рамочная антенна
Антенны бегущей волны
- Винтовые антенны
- Антенны Яги-Уда
Антенны СВЧ
- Прямоугольные микрополосковые антенны
- Планарные перевернутые антенны
Отражательная антенна
- Угловой отражатель
- Параболический отражатель
Логопериодические антенны
Логопериодическая антенна также называется логопериодической антенной.Это многоэлементная направленная антенна с узким лучом, работающая в широком диапазоне частот. Эта антенна состоит из серии диполей, расположенных вдоль оси антенны в различных пространственных интервалах времени, за которыми следует логарифмическая функция частоты. Логопериодическая антенна используется в широком диапазоне приложений, где требуется переменная полоса пропускания наряду с усилением и направленностью антенны.
Логопериодические антенныАнтенны типа бабочка
Антенна-бабочка также известна как биконическая антенна или антенна-бабочка.Биконическая антенна — это всенаправленная широкополосная антенна. По размеру эта антенна имеет низкочастотный отклик и действует как фильтр верхних частот. По мере того, как частота выходит за более высокие пределы, отклоняясь от проектной частоты, диаграмма направленности антенны искажается и расширяется.
Антенны типа «бабочка»Большинство антенн типа «бабочка» являются производными от биконических антенн. Дискон — это разновидность полубиконической антенны. Антенна типа бабочка — это плоская и, следовательно, направленная антенна.
Логопериодическая дипольная матрица
Наиболее распространенный тип антенны, используемый в технологии беспроводной связи, представляет собой логопериодическую дипольную решетку, которая в основном состоит из ряда дипольных элементов. Эти антенны с дипольной решеткой уменьшаются в размерах от задней части к передней. Передний луч этой РЧ-антенны исходит из меньшего переднего конца.
Логопериодическая дипольная антеннаЭлемент на заднем конце решетки имеет большой размер с половинной длиной волны, работающей в низкочастотном диапазоне.Расстояние между элементами уменьшается по направлению к переднему концу массива, в котором размещаются самые маленькие массивы. Во время этой операции по мере изменения частоты происходит плавный переход по массиву элементов, что приводит к формированию активной области.
Проволочные антенны
Проволочные антенны также известны как линейные или изогнутые антенны. Эти антенны очень просты, дешевы и используются в широком спектре приложений. Эти антенны подразделяются на четыре, как описано ниже.
Проволочные антенныДипольная антенна
Дипольная антенна — один из самых простых способов юстировки антенны. Эта дипольная антенна состоит из двух тонких металлических стержней с синусоидальной разностью напряжений между ними. Длину стержней выбирают таким образом, чтобы они составляли четверть длины волны на рабочих частотах. Эти антенны используются при разработке собственных антенн или других антенн. Их очень просто построить и использовать.
Дипольная антеннаДипольная антенна состоит из двух металлических стержней, по которым протекают ток и частота.Этот поток тока и напряжения создает электромагнитную волну и излучает радиосигналы. Антенна состоит из излучающего элемента, который разделяет стержни и пропускает ток через центр с помощью фидера на выходе передатчика, который принимает от приемника. Различные типы дипольных антенн, используемых в качестве радиочастотных антенн, включают полуволновые, множественные, складчатые, нерезонансные и т. Д.
Антенна с коротким диполем
Это самая простая из антенн.Эта антенна представляет собой провод с разомкнутой цепью, в котором краткое обозначение «относительно длины волны», поэтому эта антенна отдает приоритет размеру провода относительно длины волны рабочей частоты.
Короткие дипольные антенныПри этом не учитывается абсолютный размер дипольной антенны. Короткая дипольная антенна состоит из двух коллинеарных проводников, проложенных встык, с небольшим зазором между проводниками с помощью фидера. Диполь считается коротким, если длина излучающего элемента меньше одной десятой длины волны.
L <λ / 10
Короткая дипольная антенна состоит из двух коллинеарных проводников, которые проложены встык, с небольшим зазором между проводниками у фидера.
Короткая дипольная антенна редко бывает удовлетворительной с точки зрения эффективности, потому что большая часть мощности, поступающей в эту антенну, рассеивается, поскольку тепловые и резистивные потери также постепенно становятся высокими.
Монопольная антенна
Монопольная антенна — это половина простой дипольной антенны, расположенной над заземленной плоскостью, как показано на рисунке ниже.
Диаграмма направленности над заземленной плоскостью будет такой же, как у полуволновой дипольной антенны, однако общая излучаемая мощность вдвое меньше, чем у дипольной; поле излучается только в области верхнего полушария. Направленность этих антенн увеличивается вдвое по сравнению с дипольными антеннами.
Монопольные антенны также используются в качестве антенн, устанавливаемых на транспортном средстве, поскольку они обеспечивают необходимую заземляющую поверхность для антенн, установленных над землей.
Рамочная антенна
Рамочные антенныимеют схожие характеристики как с дипольными, так и с монопольными антеннами, поскольку они просты и легки в сборке.Рамочные антенны доступны в различных формах, таких как круглая, эллиптическая, прямоугольная и т. Д. Основные характеристики рамочной антенны не зависят от ее формы. Они широко используются в каналах связи с частотой около 3 ГГц. Эти антенны также могут использоваться в качестве датчиков электромагнитного поля в микроволновом диапазоне.
Рамочная антеннаОкружность рамочной антенны определяет эффективность антенны, аналогичной эффективности дипольных и монопольных антенн. Эти антенны также подразделяются на два типа: электрически малые и электрически большие в зависимости от длины контура.
Электрически малая рамочная антенна ———> Окружность≤λ⁄10
Электрически большая рамочная антенна ———> Окружность≈λ
Электрически малые петли с одним витком имеют низкую радиационную стойкость по сравнению с их сопротивлением потерям. Радиационную стойкость малых рамочных антенн можно улучшить, добавив больше витков. Многовитковые петли имеют лучшую радиационную стойкость, даже если они имеют меньшую эффективность.
Антенна с малой рамкойПо этой причине малая рамочная антенна в основном используется в качестве приемных антенн, где потери не являются обязательными.Малые петли не используются в качестве передающих антенн из-за их низкой эффективности.
Резонансные рамочные антенны относительно большие и управляются в зависимости от длины волны. Они также известны как большие рамочные антенны, поскольку они используются на более высоких частотах, таких как VHF и UHF, при этом их размер удобен. Их можно рассматривать как складчатую дипольную антенну и деформировать ее в различные формы, такие как сферические, квадратные и т. Д., И иметь аналогичные характеристики, такие как высокая эффективность излучения.
Антенны бегущей волны
Эти антенны подразделяются на различные типы, которые обсуждаются ниже.
Винтовые антенны
Спиральные антенны также известны как спиральные антенны. Они имеют относительно простые конструкции с одной, двумя или более проволоками, каждая из которых намотана в виде спирали, обычно опирается на пластину заземления или профилированный отражатель и приводится в действие соответствующим источником питания. Наиболее распространенная конструкция — это одиночный провод с заземлением и коаксиальной линией.
В общем, характеристики излучения спиральной антенны связаны с этой спецификацией: электрический размер конструкции, при которой входной импеданс более чувствителен к шагу и размеру провода.
Спиральная антеннаСпиральные антенны имеют два преобладающих режима излучения: нормальный режим и осевой режим. Осевой режим используется в широком спектре приложений. В нормальном режиме размеры спирали малы по сравнению с ее длиной волны. Эта антенна действует как короткая дипольная или монопольная антенна.В осевом режиме размеры спирали такие же, как и ее длина волны. Эта антенна работает как направленная антенна.
Яги-Уда Антенна
Другая антенна, в которой используются пассивные элементы, — это антенна Яги-Уда. Этот тип антенны недорогой и эффективный. Он может быть сконструирован с одним или несколькими отражательными элементами и одним или несколькими направляющими элементами.
Антенна Яги-УдаАнтенна Яги может быть изготовлена с использованием антенны с одним рефлектором, активным элементом из сложенного диполя и директорами, установленными для горизонтальной поляризации в прямом направлении.
Антенны СВЧ
Антенны, работающие на микроволновых частотах, известны как микроволновые антенны. Эти антенны используются в широком спектре приложений.
Прямоугольные микрополосковые антенны
Для космических аппаратов или самолетов — в зависимости от таких характеристик, как размер, вес, стоимость, характеристики, простота установки и т. Д. — предпочтительны низкопрофильные антенны. Эти антенны известны как прямоугольные микрополосковые антенны или патч-антенны; им требуется место только для линии питания, которая обычно размещается за заземляющим слоем.Основным недостатком использования этих антенн является их неэффективная и очень узкая полоса пропускания, которая обычно составляет доли процента или, самое большее, несколько процентов.
Прямоугольные микрополосковые антенныПлоские перевернутые F-антенны
Плоская перевернутая F-антенна может рассматриваться как тип линейной перевернутой F-антенны (IFA), в которой проволочный излучающий элемент заменен пластиной для увеличения полосы пропускания. Преимущество этих антенн заключается в том, что они могут быть спрятаны в корпусе мобильного устройства по сравнению с различными типами антенн, такими как штыревые, стержневые, спиральные и т. Д.
Другое преимущество состоит в том, что они могут уменьшить обратное излучение к верху антенны за счет поглощения энергии, что повышает эффективность. Они обеспечивают высокий коэффициент усиления как в горизонтальном, так и в вертикальном положении. Эта функция наиболее важна для любых типов антенн, используемых в беспроводной связи.
Отражательная антенна
Эти антенны подразделяются на два типа, которые обсуждаются ниже.
Антенна с угловым отражателем
Антенна, которая содержит один или несколько дипольных элементов, расположенных перед угловым отражателем, известна как антенна с угловым отражателем.Направленность антенны может быть увеличена за счет использования отражателей. В случае проволочной антенны позади антенны используется токопроводящий лист для направления излучения в прямом направлении.
Антенна с угловым отражателемАнтенна с параболическим отражателем
Излучающая поверхность параболической антенны имеет очень большие размеры по сравнению с ее длиной волны. Геометрическая оптика, которая зависит от лучей и волновых фронтов, используется, чтобы узнать об определенных характеристиках этих антенн. Некоторые важные свойства этих антенн можно изучить с помощью лучевой оптики, а других антенн — с помощью теории электромагнитного поля.
Параболическая антеннаОдним из полезных свойств этой антенны является преобразование расходящегося сферического волнового фронта в параллельный волновой фронт, который создает узкий луч антенны. Различные типы источников питания, в которых используется этот параболический отражатель, включают в себя рупорные каналы, декартовы каналы и дипольные каналы.
Типы антенн, используемых в спутниковой связи
В спутниковой связи антенны играют ключевую роль. Они прикреплены к спутникам как для передачи, так и для приема сигналов.На спутнике антенны принимают сигналы от разных источников на Земле. После этого эти сигналы обрабатываются транспондером и передаются обратно на Землю для перераспределения.
В системе спутниковой связи используются различные типы антенн, которые обсуждаются ниже.
- Рупорная антенна
- Параболическая рефлекторная антенна
- Параболическая рефлекторная антенна со смещенным питанием
- Антенна с двойным отражателем
- Антенна с формованным отражателем
Рупорная антенна
Рупорная антенна также называется микроволновой рупором, которая включает в себя металлический волновод с расширением и в форме рупора для направления радиосигналов внутри луча.Рупоры широко используются в качестве антенн на микроволновых и УВЧ частотах более 300 МГц.
Они используются в качестве фидерных антенн для огромных антенн, таких как параболические антенны, и типичных калибровочных антенн для расчета усиления других антенн и направленных антенн, таких как радарные пушки, автоматические открыватели дверей, а также микроволновые радиометры. Основными преимуществами этих антенн являются низкий КСВ (коэффициент стоячей волны), умеренная направленность, широкая полоса пропускания и простота конструкции и настройки.
Параболическая рефлекторная антенна
Параболическая рефлекторная антенна также называется тарелочной антенной.Этот вид антенны используется для приема домашнего спутникового телевидения, общей спутниковой связи, наземных микроволновых каналов передачи данных и т. Д. Эта антенна отличается индивидуальной формой, высоким коэффициентом усиления и узкой шириной луча.
Основное преимущество этой антенны — высокая направленность. Он работает как отражатель фонарика или прожектор, чтобы выразить радиосигналы в узком луче, иначе получает радиосигналы только с одного определенного маршрута.
Эти типы антенн в основном используются в качестве антенн с высоким коэффициентом усиления в двухточечной связи, в микроволновых релейных линиях, которые удерживают телевизионные и телефонные сигналы между близлежащими городами, каналах LAN / WAN для передачи данных, спутниках, космических кораблях и радиотелескопах. .
Параболическая рефлекторная антенна со смещенным питанием
Внеосевая или офсетная тарелочная антенна — это один из видов параболической антенны, потому что этот антенный фидер может быть смещен в сторону отражателя, в отличие от обычной параболической антенны с передним фидером, где фидерная антенна может быть подвешена перед отражателем. блюдо. В параболической тарелке с фронтальной подачей источник питания может быть расположен в центре отражателя; однако рефлектор представляет собой асимметричную часть параболоида, поэтому фокус расположен сбоку.При использовании антенны такого типа можно использовать различные схемы подачи.
Разные схемы питания обеспечивают значительную гибкость и позволяют разным приложениям получить максимальную отдачу от использования антенны. Фактический антенный элемент в общей антенне с параболическим отражателем, такой как устройство, которое соединяет линию передачи с радиочастотной энергией в направлении свободного пространства, может быть элементом питания для этой антенны. Поверхность рефлектора полностью пассивна.
Антенна с двойным отражателем
При использовании этих типов антенн фидер, соединяющий рупор с передающим или приемным оборудованием, должен располагаться на меньшем расстоянии, чтобы уменьшить потери.
Антенна с формованным отражателем
В мобильной связи эта рефлекторная антенна используется в качестве наружной антенны базовой станции. В этой антенне простая архитектура может снизить стоимость внедрения и сложность антенны базовой станции. Таким образом, основная цель этой антенны состоит в том, чтобы напоминать необходимые характеристики излучения обычных антенн базовых станций, в которых используются антенны с одноколонной фазированной группой для излучения прототипов направленных лучей для радиоизлучения при планировании соты, хотя и усиливается существующий недостаток чрезмерной большой луч лежит сверху в смежных секторах.
Он также отклоняет формирование схем луча для обычных антенн базовых станций, чтобы уменьшить диапазон пассивного посредничества. Этот вид рефлекторной антенны может питаться через элементарную антенну обычной базовой станции, таким образом, она оснащена функциями наклона луча и излучения с двойной поляризацией, чтобы удовлетворить потребности в адаптивной модификации секториальной соты.
Типы антенн, используемых в мобильной связи
Существует два типа антенн, которые используются в мобильной связи, например, прямоугольные и сотовые.Эти антенны предоставляют различные услуги, такие как прямоугольный тип, обслуживающий близлежащие регионы, тогда как круглый тип используется для связи между BTS.
Прямоугольные антенны
Антенны прямоугольного типа являются направленными, которые используются для обеспечения внешней области вокруг мобильной вышки. Эти виды антенн в основном подключаются к BTS с помощью коаксиальных кабелей, которые используются для передачи или приема данных с близкого расстояния мобильными телефонами.Как правило, эти антенны поддерживают весь радиочастотный спектр, который используется в различных сетевых службах, таких как службы 2G, 3G или 4G.
Круглые антенны
Антенны круглого типа в основном используются для связи между различными BTS. Эти типы антенн работают на микроволновых частотах и включают в себя передачу или прием точка-точка. Соединение этих антенн может быть выполнено через волноводы, которые заканчиваются на BTS, и оттуда данные могут передаваться в близлежащие районы, используя внешние антенные блоки или IBS.
Диаграммы направленности антенн различных типов
Энергия, излучаемая антенной, может быть представлена диаграммой направленности антенны. Это схематические изображения распределения излучаемой энергии в пространстве как функции направления. На диаграмме направленности антенны излучаемая энергия может быть обозначена посредством диаграмм, проиллюстрированных особым образом. Здесь стрелки указывают направления излучения. Эти шаблоны представляют собой шаблоны мощности или поля
Диаграммы мощности разработаны как функция для величины различных полей.Они рассчитаны на логарифмическую шкалу, в противном случае — на шкалу дБ. Конструкции разных антенн создают разные диаграммы направленности, и их сложность в основном зависит от конструкции антенны.
Создание шаблонов полей может выполняться как функция различных полей. Они разработаны в логарифмической шкале.
Диаграммы излучения доступны в различных типах, например следующих.
- Всенаправленная или ненаправленная диаграмма направленности
- Луч-карандаш
- Балка веерная
- Профильная балка
Это все об обзоре типов антенн и их применения в беспроводной связи, а также об использовании антенн для передачи и приема данных.Для получения любой помощи по этой статье свяжитесь с нами, оставив комментарий в разделе комментариев ниже.
фото Кредиты:
Что такое антенна? перечислите разные типы антенн и зачем они нужны.
Что такое антенна?
Антенна — это устройство, которое используется для передачи и приема сигналов, которые представляют некоторую информацию. Его изобрели в 1888 году немцы. Они предназначены для беспроводной связи и могут передавать как радио-, так и микроволновые сигналы.По сути, это как проводник и резонансное устройство, работающее в очень узком диапазоне частот.
Типы антенн
Они подразделяются на различные типы в зависимости от их функциональности и формы. Вот некоторые из наиболее известных типов антенн:
Яги-Уда: Яги-Уда — направленная антенна, также известная как Яги. Это наиболее распространенный тип антенны, который используется в старых бытовых приборах, таких как телевизоры. и радио. В этом типе множество параллельных элементов (полуволновые диполи) расположены на одной прямой.Используется как мост при приеме телевидения.
Апертура: антенна с отверстием, способным излучать энергию, известна как апертурная антенна. Открытие этого отверстия, как известно, является отверстием. Эти типы антенн могут посылать и принимать сигналы во всех направлениях, и излучение также более значимо, чем двухпроводная линия передачи.
Эти виды антенн используются в радарах наземного поиска и в микроволновых устройствах. Рупорная антенна — это широко известная апертурная антенна.
Отражатель: это антенна, которая состоит из одной или нескольких отражающих поверхностей с системой, которая передает или поглощает электромагнитные волны. Эти антенны в основном используются в спутниковой связи и дистанционном зондировании. Параболические рефлекторы и угловые рефлекторы являются примерами рефлекторных антенн.
Провод: это радио, состоящее из длинного провода. Длина проволочной антенны не зависит от ее длины волны. Кабель подключается к передатчику или приемнику через антенный тюнер, чтобы помочь поймать или передать сигналы.Проволочные антенны известны своей портативностью и простотой установки. Типы проволочной антенны: дипольная антенна, спиральная антенна и монопольная антенна.
Линза: в антенну встроена электромагнитная линза. Он использует свойство конвергенции и расходимости линзы для приема и передачи сигналов соответственно. Этот тип состоит из дипольной антенны с линзой внутри. Размер линзы обратно пропорционален частоте сигнала, который должен быть передан или получен.
Линза собирает сигналы в фокусной точке, где размещается питающая антенна. Эти типы антенн предпочтительны для высокочастотной передачи, где требуется широкая полоса пропускания. Линзовые антенны в основном бывают двух типов
Диэлектрические линзовые антенны
Антенны с металлической пластиной
Свойства антенн
Вот некоторые из свойств этого коэффициента усиления
: Интенсивность излучаемых антенной волн говорят, что это прибыль.Его проектирование выполнено таким образом, чтобы его излучаемая мощность была максимальной в требуемом направлении, а затем в другом, что вводит понятие направленности. Усиление антенны математически выражается как
Усиление = (направленность) * (эффективность)
Здесь направленность устройства представляет собой концентрацию его диаграммы направленности в определенном направлении. Эффективность учитывает потери из-за любых неисправностей, таких как производственные неисправности, сопротивление, КСВ и т. Д.
Полоса пропускания: Полоса пропускания устройства — это диапазон частот, на котором оно может работать правильно.Это диапазон в Гц, для которого КСВ меньше 2,1.
Поляризация: Поляризация антенны относится к поляризации полей, передаваемых устройством. Это очень важная концепция, когда вы выполняете обмен данными между устройствами.
Волны, которые испускает устройство, имеют разную поляризацию. Некоторые из них являются горизонтальными, поэтому вектор ЭМ также горизонтален, и для их приема требуются горизонтальные устройства. То же самое и с вертикальной поляризацией.Иногда может быть сделана круговая поляризация, представляющая собой смесь вертикальных и горизонтальных волн.
Эффективная длина: эта длина измеряется как для приемника, так и для передатчика. Этим фактором измеряется эффективность этого. Длина свободного пространства в любом проводнике называется эффективной длиной.
Эффективная длина может быть измерена по формуле:
Эффективная длина = (Распределение неоднородной площади) / (Равномерное распределение тока)
Полярная диаграмма
Диаграмма направленности устройства называется полярной. диаграмма, а это важнейшее свойство антенны.Этот график описывает напряженность силового поля под разными углами в вертикальной и горизонтальной плоскостях.
Работа антенны
Отвечает за передачу и сбор электромагнитного излучения. Электрические сигналы сначала собираются с линии передачи, а затем преобразуются в радиосигналы. Тот же процесс выполняется на принимающей стороне в обратном порядке; он принимает радиоволны, а затем преобразует их в электрические сигналы.
Движущиеся заряды генерируют электромагнитные волны.Когда заряд колеблется, электрическое поле также изменяется, и это изменяющееся электрическое поле генерирует ток смещения.
Уравнения Максвелла используются в работе устройства. Когда создается электрическое поле, также создается магнитное поле. Закон Ампера отвечает за все расчеты, касающиеся генерации электрического и магнитного поля.
Энергия, входящая в него, преобразуется в электромагнитные волны. Ток сигнала излучает эти волны.Преобразование магнитного поля в электрическое осуществляется с помощью закона Фарадея.
Применение антенны
Это основной компонент системы беспроводной связи. Каждый из них индивидуален для конкретной задачи и имеет свои плюсы и минусы. Все коммуникации, которые происходят вокруг вас, вероятно, включают в себя антенну. Современные устройства также используются для поиска радаров и защитных радаров. Эти устройства также играют огромную роль в лечении рака груди, что является относительно новой областью исследований.
Прочтите также эту статью
Что такое антенна? — Определение и использование
Как работает антенна?
Антенны имеют множество различных применений, от WiFi до радио, но все они работают в основном одинаково: передатчик посылает сигнал, который перехватывается приемником .
Прослушивание музыки в автомобиле начинается с радиостанции с большим радиопередатчиком. Передатчик работает, принимая звук, например музыку, и превращая шум в электрический ток. Затем ток течет вертикально по радиомачте к вершине, где заставляет электроны, заряженные частицы внутри атома, подпрыгивать. Это создает электромагнитные радиоволны и отправляет их на сотни миль. Электрооборудование передает электрический ток с определенной частотой — скажем, 101.5 мегагерц.
Эти волны затем принимаются радиоприемниками. Радиоприемники имеют антенны, которые подключены к тюнерам. Тюнеры ищут определенную частоту радиоволн. Если вы скажете тюнеру, чтобы он смотрел на 101.5, тюнер принимает входящие радиоволны, а усилитель берет на себя. Усилитель усиливает звук, чтобы вы могли слышать музыку в машине.
Эта концепция радиопередачи и приема верна во всех областях применения антенн, от сотовых телефонов до космической связи.Однако конструкция антенны обычно зависит от ее назначения. Давайте посмотрим на эту радиоприемную антенну, чтобы понять, почему.
AM и FM: длина антенны
AM и FM-радио работают одинаково: волны модулируются или кодируются и направляются к приемнику для обработки и усиления. AM или амплитудная модуляция — это сигнал, который изменяет амплитуду волны, чтобы изменить сигнал. FM, или частотная модуляция, изменяет частоту радиоволн, чтобы изменить сигнал.
AM-радио вещает на частотах от 540 до 1600 килогерц, а FM-радио вещает на частотах от 88,1 до 108,1 мегагерц — примерно в сто раз быстрее. Поскольку длина волны AM-сигнала намного больше, чем у FM-сигнала, антенна также должна быть намного длиннее. Антенна FM может выступать из верхней части радиоприемника, но антенна AM — длинная проволочная петля, плотно обернутая вокруг магнита, на самом деле спрятана внутри.
Башни и спутники: форма антенны
Башни радиостанций передают радиоволны одинаково во всех направлениях, в том числе в атмосферу. Некоторые волны проходят через воздух, некоторые проходят через землю, а некоторые даже отражаются от атмосферы и возвращаются на Землю. Точно так же FM-антенна вашего автомобиля принимает волны (почти) одинаково со всех сторон.
Параболические антенны , или антенны в форме тарелки, имеют форму параболы для отражения радиоволн.Думайте об этом как о способе сосредоточить радиоволны на определенной области. Если вы хотите отправить музыку напрямую своему другу Алексею, а не своей подруге Бри, вы должны использовать свою параболическую антенну, чтобы посылать радиоволны в направлении Алексея.
Параболические антенны используются в основном в спутниковом телевидении или космической связи. Те, которые используются для связи с космическими спутниками, находятся на автоматических траекториях, которые могут перемещать антенну в направлении спутника.
Антенна для беспроводного Интернета и усиление
Антенны для беспроводного Интернета работают так же, как и любое радио, только на более высокой частоте.FM-радио обычно работает на частоте до 108 мегагерц, в то время как WiFi обычно составляет 2,4 гига герц. Новые беспроводные интернет-маршрутизаторы транслируют на частоте 5,0 гигагерц. Беспроводные интернет-маршрутизаторы транслируют радиосигналы, а беспроводные устройства, такие как ноутбуки и телефоны, принимают эти сигналы. Как только сигнальное соединение инициировано, пакеты данных отправляются по соединению. Когда вы открываете веб-сайт, ваш компьютер отправляет запрос маршрутизатору, а маршрутизатор отправляет информацию обратно.
Современным беспроводным интернет-соединениям действительно присущи проблемы с подключением, потому что включать большую антенну в каждый маршрутизатор нерентабельно.Преграды в доме и на большом расстоянии легко нарушают подключение к Интернету. Вот почему были изобретены бустеры для беспроводного интернета . Бустеры беспроводного Интернета повторяют полученное соединение. Эти устройства стратегически размещены в определенной области и получают подключение к Интернету. Интернет-соединение затем ретранслируется усилителем, что почти вдвое увеличивает охват.
Кстати, у WiFi частота примерно в десять раз больше, чем у FM-радио. Как вы думаете, какой длины антенна в вашем ноутбуке? Как вы думаете, он линейный или параболический? Люди, которых называли «wardrivers», очень интересовались этим, когда впервые был изобретен Wi-Fi.Они использовали свои знания о сетях Wi-Fi, чтобы разбить лагерь возле офисов и получить бесплатный доступ в Интернет. Стандартные антенны были не такими прочными, как требовалось, поэтому некоторые из них были импровизированы с помощью самодельных антенн. Некоторые водители даже использовали банки Pringles! Антенны действительно бывают всех форм и размеров.
Краткое содержание урока
- Антенна — это устройство из проводящего металла, которое улавливает и / или излучает электромагнитных радиоволн . Отправитель называется , передатчик ; перехватчик называется приемник .Изменение размера и формы антенн может помочь приспособить их к различным функциям.
- Электромагнитные радиоволны — это волны определенной частоты (от 3 килогерц до 300 гигагерц), которые невидимы для человеческого глаза и используются для связи на большие расстояния.
- Параболические антенны или «тарелочные» антенны имеют форму параболы для отражения радиоволн.
- Сигналы могут быть усилены путем их приема и ретрансляции.
Control Engineering | Основы антенн, типы антенн, функции антенн
Даниэль Э. Капано 2 августа 2014 г.
Прежде чем мы углубимся в черную магию распространения беспроводного сигнала, нам нужно понять важную часть промышленной беспроводной системы: антенны. Антенны являются средством связи передатчика со средой, в данном случае свободным пространством. Антенна — это электромагнитный излучатель; он создает электромагнитное поле, которое исходит от передающей антенны к антенне приемника, которое затем преобразует электромагнитную волну в электрические сигналы, которые поступают на входные каскады приемника.
Существует несколько различных типов антенн трех широких категорий: всенаправленные, направленные и полунаправленные.
— Всенаправленные антенны распространяются во всех направлениях.
— Полунаправленные антенны распространяются ограниченным образом, определяемым определенным углом.
— Направленные антенны имеют узкий «луч», который обеспечивает высоконаправленное распространение; знакомые типы — параболический и яги. У каждого есть уникальные характеристики и возможности применения.
Диаграммы распространения показаны на полярной диаграмме, причем угол распространения ограничен тем местом, где уровень мощности падает на 3 дБ. На рисунке 1 показаны полярные диаграммы для разных антенн; показана ширина луча на уровне половинной мощности для антенны Yagi.
Пассивное усиление усиливает сигнал
Все антенны имеют пассивное усиление, которое служит для усиления сигнала. Пассивное усиление измеряется величиной дБи, которая представляет собой усиление относительно теоретической изотропной антенны; изотропная антенна передает энергию одинаково во всех направлениях и не существует в природе.Коэффициент усиления идеальной полуволновой дипольной антенны составляет 2,15 дБи. Следует также отметить, что с увеличением направленности увеличивается и усиление.
EIRP, или эквивалентная (или эффективная) изотропная излучаемая мощность, является мерой максимальной мощности, которую теоретическая изотропная антенна могла бы излучать в направлении максимального усиления антенны. EIRP учитывает потери в линиях передачи и соединителях и включает фактическое усиление антенны. EIRP позволяет рассчитать значения реальной выходной мощности и напряженности поля, если известны фактическое усиление антенны и выходная мощность передатчика.
Дипольные антенны, резиновая уточка
Дипольные антенны являются наиболее распространенным типом используемых антенн и являются всенаправленными, распространяющими радиочастотную (РЧ) энергию на 360 градусов в горизонтальной плоскости. Эти устройства сконструированы так, чтобы резонировать на половине или четверти длины волны применяемой частоты. Эта антенна может состоять из двух отрезков провода, отрезанных до нужной длины, или может быть заключена в капсулу, как показано на рисунке; эту конфигурацию обычно называют антенной «резиновая уточка».Диполь используется во многих развертываниях Wi-Fi на предприятиях, в малых и домашних офисах (SOHO).
Антенна имеет типичный импеданс, позволяющий согласовать антенну с передатчиком для передачи максимальной мощности. Если антенна и передатчик не совпадают, на линии передачи будут возникать отражения, которые ухудшат сигнал или даже повредят передатчик. Эти отражения описываются термином «коэффициент стоячей волны» (КСВ) и указывают на эффективность линии передачи.КСВ 1: 1 означает, что мощность не отражается и не теряется; 5: 1 указывает на отражение и потерю 44%. КСВ обычно используется как отношение напряжений и называется КСВН.
Направленная антенна
Направленные и полунаправленные антенны фокусируют излучаемую мощность в узкие лучи, добавляя при этом значительный выигрыш. Свойства антенны также взаимны. Характеристики передающей антенны, такие как импеданс и усиление, также применимы к приемной антенне.Вот почему одна и та же антенна может использоваться как для отправки, так и для приема. Коэффициент усиления высоконаправленной параболической антенны служит для усиления слабого сигнала; это одна из причин, почему этот тип антенны часто используется для линий связи на большие расстояния.
Патч-антенна, микрополосковая антенна
Патч-антенна — это полунаправленный излучатель, использующий плоскую металлическую полосу, установленную над пластиной заземления. Излучение с задней стороны антенны эффективно отсекается заземляющим слоем, улучшая прямую направленность.Этот тип антенны также известен как микрополосковая антенна. Обычно он имеет прямоугольную форму и заключен в пластиковый корпус. Этот тип антенны может изготавливаться стандартными методами для печатных плат. Патч-антенны — это широко используемые полунаправленные антенны; Патч-антенна может иметь ширину луча от 30 до 180 градусов и типичное усиление 9 дБ.
Секторная антенна
Секторные антенны — это еще один тип полунаправленной антенны. Секторные антенны обеспечивают круговую (секторную) диаграмму направленности и обычно устанавливаются в так называемую секторную решетку.Ширина луча для секторной антенны может составлять от 60 до 180 градусов, обычно 120 градусов. В секторизованной решетке антенны устанавливаются спиной к спине для обеспечения полного покрытия на 360 градусов. Секторные антенны широко используются для сотовой связи.
Яги антенна
Обычно используемая направленная антенна — это массив Яги-Уда, обычно называемый просто Яги. Она была изобретена Синтаро Уда и его коллегой Хидэцугу Яги в 1926 году. Антенна Яги использует несколько элементов для формирования направленного массива.Единственный управляемый элемент, обычно диполь, распространяет радиочастотную энергию; элементы, расположенные непосредственно перед и за ведомым элементом, повторно излучают радиочастотную энергию в фазе и не в фазе, усиливая и замедляя сигнал, соответственно. Эти элементы называются паразитными элементами; элемент за ведомым элементом называется отражателем, а элементы перед ведомым элементом называются направляющими. Антенны Yagi имеют ширину луча в диапазоне от 30 до 80 градусов и могут обеспечить пассивное усиление более 10 дБи.Многоэлементный Yagi с высоким коэффициентом усиления показан на рисунке 4.
Параболическая или тарелочная антенна
Параболические или тарелочные антенны — наиболее распространенный тип направленных антенн. Парабола — это симметричная кривая; параболический отражатель — это поверхность, которая описывает эту кривую при вращении на 360 градусов — тарелка или, если использовать технический термин, параболоид. Параболический отражатель имеет высокую степень направленности и может фокусировать радиочастотную энергию в луч, как у фонарика.Параболические антенны имеют очень узкую ширину луча, обычно не превышающую 25 градусов. Коэффициент усиления зависит от диаметра и частоты; на частоте 2,4 ГГц антенна длиной 1 метр обеспечит усиление около 26 дБи, а антенна длиной 10 метров обеспечит усиление 46 дБи на той же частоте. Антенна «питается» либо полуволновой дипольной антенной, либо рупорным устройством. Параболические антенны используются для линий связи на большие расстояния между зданиями или на больших географических территориях. Очень большие параболические антенны используются в радиоастрономии и могут обеспечить усиление 10 миллионов или около 70 дБи.
Сеточная антенна
Вариантом тарелки является решетчатая антенна. Учитывая, что параболический отражатель будет представлять большую твердую поверхность для ветра, отсюда следует, что при сильном или даже умеренном ветре антенна может смещаться или деформироваться. Чтобы этого не происходило, отражатель перфорирован в сетку. Расстояние между элементами сетки зависит от частоты; она обратно пропорциональна частоте. Коэффициент усиления и ширина луча аналогичны параболической антенне.
— Дэниел Э. Капано, владелец и президент компании Diversified Technical Services Inc. из Стэмфорда, штат Коннектикут, является сертифицированным администратором беспроводной сети (CWNA). Под редакцией Марка Т. Хоске, контент-менеджера, CFE Media, Control Engineering, [email protected].
Онлайн-экстра
См. Другие руководства по беспроводной связи от Capano о беспроводной революции, основах радиочастот и сравнительной модуляции: термины и определения модуляции с расширенным спектром для беспроводных сетей
www.controleng.com/webcasts предлагает беспроводные веб-трансляции, некоторые из которых предоставляются на счет PDH.
Control Engineering имеет беспроводную страницу.
Антенны
АНТЕННЫ
ЦЕЛИ ОБУЧЕНИЯ
По завершении этой главы вы сможете:
- Сформулируйте основные принципы излучения антенны и перечислите составные части антенны.
- Объясните распределение тока и напряжения на антенне.
- Опишите, как антенна излучает электромагнитную энергию.
- Объясните характеристики поляризации, усиления и радиационной стойкости антенны.
- Опишите теорию работы полуволновых и четвертьволновых антенн.
- Перечислите различные антенные решетки.
- Опишите представленные направленные антенные решетки и объясните основную работу каждый.
- Определите различные представленные специальные антенны, такие как длиннопроводные, V-образные, ромбические, турникетные, заземлитель и уголковый отражатель; опишите работу каждого.
- Перечислите меры предосторожности при работе на высоте и около антенн.
ВВЕДЕНИЕ
Если бы вы были на заре электроники, вы бы сочли АНТЕННА (АНТЕННА) должна быть немного больше, чем кусок проволоки, натянутой между двумя деревьями или вертикальные столбы.В те дни техники предполагали, что более длинные антенны автоматически обеспечивали лучший прием, чем более короткие антенны. Они также считали, что загадочный СРЕДНИЙ заполнял все пространство, и что антенна использовала эту среду, чтобы отправлять и получать свои энергия. Эти два предположения были с тех пор отброшены. Современные антенны эволюционировали в Дело в том, что высоконаправленные, специально разработанные антенны используются для ретрансляции по всему миру связь в космосе с помощью спутников и антенн земных станций (рис.4-1). Современные теории передачи основаны на предположении, что пространство само по себе только среда, необходимая для распространения (передачи) радиоэнергии.
Рисунок 4-1. — Система связи спутниковая / земная станция.
Было получено огромное количество знаний и информации о конструкции антенны и распространение радиоволн. Тем не менее, многие старые техники скажут вам, что когда дело доходит до расчета длины антенны, лучше всего выполнить все расчеты и опробовать антенну.Если это не сработает, воспользуйтесь методом проб и ошибок. пока это не произойдет. К счастью, за последние несколько десятилетиями, что теперь можно прогнозировать поведение антенн. В этой главе будет обсудить и объяснить основную конструкцию и принцип работы антенн.
ПРИНЦИПЫ ИЗЛУЧЕНИЯ АНТЕННЫ
После того, как в передатчике был сгенерирован РЧ-сигнал, необходимо использовать некоторые средства для излучать этот сигнал через пространство на приемник.Устройство, которое выполняет эту работу, является антенна. Энергия сигнала передатчика отправляется в космос ПЕРЕДАЧИМ АНТЕННОЙ; в Затем РЧ-сигнал улавливается из космоса ПРИЕМНОЙ АНТЕННОЙ.
Радиочастотная энергия передается в космос в виде электромагнитного поля. Как бегущее электромагнитное поле поступает на приемную антенну, индуцируется напряжение в антенну (проводник). РЧ-напряжения, наведенные на приемную антенну, равны затем передается в приемник и преобразуется обратно в переданную радиочастотную информацию.
Конструкция антенной системы очень важна для передающей станции. В антенна должна иметь возможность эффективно излучать, чтобы мощность, подаваемая передатчиком, была не зря. Эффективная передающая антенна должна иметь точные размеры. Размеры определяются частотами передачи. Размеры приемной антенны не критичны для относительно низких радиочастот. Однако, поскольку частота принимаемый сигнал увеличивается, конструкция и установка приемной антенны становятся более критичными.Примером этого является телевизионная приемная антенна. Если вы поднимете на несколько дюймов от земли или слегка поверните направление, вы можете изменить снежное размытие в четкое изображение.
Обычная антенна — это проводник или система проводников, которые излучают или улавливает энергию электромагнитной волны. Идеальная антенна имеет определенную длину и равномерный диаметр и полностью изолирован в пространстве. Однако эта идеальная антенна не реалистично.Многие факторы делают конструкцию антенны для системы связи более сложной. сложная проблема, чем вы ожидаете. К этим факторам относится высота радиатора. над землей, проводимость земли под ней, а также форма и размеры антенна. Все эти факторы влияют на диаграмму направленности излучаемого поля антенны в Космос. Еще одна проблема конструкции антенны заключается в том, что диаграмма направленности антенны должна быть направленным между определенными углами в горизонтальной или вертикальной плоскости, или в обоих направлениях.
Наиболее практичные передающие антенны делятся на две основные классификации: HERTZ (полуволновые) АНТЕННЫ и MARCONI (четвертьволновые) АНТЕННЫ. Антенны Герца обычно установлены на некотором расстоянии над землей и расположены таким образом, чтобы излучать вертикально или по горизонтали. Антенны Marconi работают с заземленным одним концом и монтируются. перпендикулярно Земле или поверхности, действующей как земля. Антенны Герца обычно используется для частот выше 2 мегагерц.Антенны Маркони используются для частотах ниже 2 мегагерц и может использоваться на более высоких частотах в определенных Приложения.
Полная антенная система состоит из трех частей: (1) СОЕДИНИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО, (2) ФИДЕР и (3) АНТЕННА, как показано на рисунке 4-2. Устройство сцепления (катушка связи) подключает передатчик к фидеру. Фидер — это линия передачи, по которой энергия к антенне. Антенна излучает эту энергию в космос.
Рисунок 4-2. — Типовая антенная система.
Факторы, определяющие тип, размер и форму антенны: (1) частота работы передатчика, (2) количество излучаемой мощности и (3) общее направление приемного устройства. Типичные антенны показаны на рисунке 4-3.
Рисунок 4-3. — Типовые антенны.
РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ТОКА И НАПРЯЖЕНИЯ НА АНТЕННЕ
Ток, протекающий в проводе, длина которого должным образом связана с ВЧ, создает электромагнитное поле.Это поле излучается проводом и освобождается в пространстве. Мы мы обсудим, как эти волны освобождаются, позже в этой главе. Помните, принципы излучения электромагнитной энергии основаны на двух законах:
1. ДВИЖУЩЕЕСЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ СОЗДАЕТ МАГНИТНОЕ (H) ПОЛЕ.
2. ДВИЖУЩЕЕСЯ МАГНИТНОЕ ПОЛЕ СОЗДАЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ (Е) ПОЛЕ.
В космосе эти два поля будут синфазными и перпендикулярными друг другу в любой данное время.Хотя обычно считается, что проводник присутствует, когда движется электрический или магнитное поле, законы, которые управляют этими полями, ничего не говорят о дирижер. Следовательно, эти законы остаются в силе независимо от того, присутствует проводник или нет.
На рис. 4-4 показано распределение тока и напряжения на полуволновой (герцовой) антенне. На виде А кусок провода разрезают пополам и прикрепляют к клеммам высокочастотный генератор переменного тока. Частоту генератора устанавливают так, чтобы каждая половина провод — 1/4 длины волны выхода.Результатом стал распространенный тип антенны, известный как ДИПОЛЬ.
Рисунок 4-4. — Распределение тока и напряжения на антенне.
В данный момент правая сторона генератора положительна, а левая — отрицательна. Помните, что подобные заряды отталкивают. Из-за этого электроны будут уходить от отрицательная клемма насколько это возможно, но будет привлечена к положительной клемме. Вид B показывает направление и распределение электронного потока.Кривая распределения показывает, что большая часть тока течет в центре и не течет по концам. Текущее распределение по антенна всегда будет одинаковой, независимо от того, сколько или как мало тока течет. Однако сила тока в любой точке антенны будет напрямую зависеть от величины напряжение, развиваемое генератором.
Через четверть цикла после того, как электроны начали течь, генератор выработает свой максимальное напряжение и ток уменьшится до 0.В то время состояние, показанное на представление C будет существовать. Ток не будет протекать, но максимальное количество электронов будет в левом конце строки и минимальное число в правом конце. Распределение заряда вид C вдоль провода будет меняться при изменении напряжения генератора. Поэтому вы можете сделаем следующие выводы:
1. В антенне протекает ток, амплитуда которого зависит от генератора.
Напряжение.
2.На антенне существует синусоидальное распределение заряда. Каждые 1/2 цикла заряды
Обратная полярность.
3. Синусоидальное изменение величины заряда отстает от синусоидального изменения тока.
на 1/4 цикла.
Q.1 Каковы две основные классификации антенн?
Q.2 Каковы три части полной антенной системы?
В.3 Какие три фактора определяют тип, размер и форму антенны?