Зависимость параметров антенны от ее конструкции

Антенны - радиотехнические устройства, предназначенные для приема или излучения электромагнитных волн. Антенны является составной частью любой радиотехнической системы, связанной с излучением или приемом радиоволн. К таким системам относят: системы радиосвязи, радиовещания, телевидения, радиорелейной связи, радиолокации и др.
Конструктивно антенны представляет собой набор трубок, металлических пластин, проводов, металлических рупоров, отражающих металлических зеркал различной конфигурации, волноводов с металлическими стенками, в которых вырезаны щели, диэлектриков и магнитодиэлектриков.
Принцип работы: электромагнитные колебания высокой частоты, модулированные полезным сигналом, сформированном в передающем устройстве, преобразуются передающей антенной в электромагнитные волны и излучаются в пространство.
Связь между передающим устройством и антенной осуществляется с помощью фидера (специальный кабель).
Электромагнитные волны, поступающие через фидер от передатчика, преобразуются антенной в расходящиеся электромагнитные волны свободного пространства.
Приемная антенна улавливает радиоволны, распространяемые в свободном пространстве (эфире) и преобразует их в высокочастотный сигнал, подводимый с помощью фидера к приемнику. В соответствии с принципом обратимости, свойства антенны, работающей в режиме передачи, не изменяются при работе этой антенны в приемном режиме.

К основным характеристикам и параметрам приёмных и передающих антенн относятся:

полоса пропускания,поляризация,входной импеданс,коэффициент стоячей волны,диаграмма направленности,коэффициент направленного действия,коэффициент усиления антенны,коэффициент полезного действия антенны,шумовая температура антенны.

Ширина полосы пропускания - это область рабочих частот антенны, где уровень принимаемого или излучаемого антенной сигнала находится в пределах 0.7 от максимальной амплитуды сигнала, а мощность в пределах 0.5 от максимальной мощности сигнала. Ширина полосы пропускания измеряется в единицах частоты (например, в кГц).

Поляризация электромагнитных волн (франц. polarisation; первоисточник: греч. polos ось, полюс) - нарушение осевой симметрии поперечной волны относительно направления распространения этой волны.

Важным параметром антенн является входное сопротивление: (входной импеданс антенны), характеризующее её как нагрузку для передающего устройства или фидера. Входным сопротивлением антенны называется отношение напряжения между точкой подключения (точкой возбуждения) антенны к фидеру, к току в этих точках. Если антенна питается волноводом, то входное сопротивление определяется отражениями, возникающими в волноводном тракте.

Коэффициент стоячей волны характеризует степень согласования антенны с фидером, а также согласование выхода передатчика и фидера.

Диаграмма направленности антенны - это графическое изображение коэффициента усиления антенны или коэффициента направленного действия антенны в полярной системе координат в зависимости от направления антенны в пространстве.

2.Назначение, основные определения, характеристики и классификация УРС

Усилитель радиосигнала (УРС) – это устройство, обеспечивающее усиление сигнала на принимаемой частоте и частотную избирательность по побочным каналам приема. По своему назначению УРС служит для обеспечения такого усиления, чтобы с шумами последующих преобразовательных каскадов можно было не считаться (особенно важно для диапазона СВЧ), а также обеспечения частотной избирательности по побочным каналам приема (особенно по зеркальному каналу и каналу прямого прохождения). УРС должен иметь как можно меньший коэффициент шума, так как он, наряду с ВЦ вносит наибольший вклад в коэффициент шума.

К основным параметрам УРС относятся следующие: Резонансный коэффициент усиления по U, Собственный коэффициент шума N, Избирательность по побочным каналам приема, Перекрытие заданного диапазона частот, Динамический диапазон, Уровни искажений сигнала (линейные частотные, линейные фазо-

вые и нелинейные).

Устойчивость работы – обеспечение постоянства параметров УРС при действии дестабилизирующих факторов и отсутствие склонности к самовозбуждению.

УРС можно классифицировать по следующим признакам:

1. По числу каскадов: а) однокаскадные; б) многокаскадные.

2. По виду и характерам нагрузочных цепей отдельных каскадов: а) одноконтурные или многоконтурные; б) перестраиваемые в диапазоне частот или с фиксированной настройкой; в) с резонансной или нерезонансной

нагрузкой.

Активный усилитель — усиление сигнала осуществляется за счёт энергии внешнего источника: в сервоприводах (как то: гидро-, электро-, пневмоусилители) усиливается исходное механическое движение (как правило, оператора), за счёт внешней энергии. В электрических усилителях увеличивается амплитуда исходного сигнала (по напряжению и силе тока), в фотоумножителях — усиливается интенсивность исходного светового потока. В активных усилителях часто используетсяобратная связь: положительная — для повышения чувствительности, и отрицательная — для улучшения точности/стабильности.

Пассивный усилитель — усиление одной (необходимой) характеристики сигнала осуществляется за счёт уменьшения других характеристик: например, домкрат (а также тисы, ручная таль, рычаг) является усилителем — движения (силы) руки — за счёт скорости (эта характеристика сигнала уменьшается). Мухобойка, теннисная ракетка — для сравнения — являются усилителями скорости (за счёт уменьшения силы и/или времени воздействия).

Обобщенная структурная схема УРС

Однокаскадный УРС

с автотрансформаторной связью