Всё о железнодорожном транспорте > Радио > Антенны и распространение радиоволнКарта сайта Ахтунг!
Передающая антенна является преобразователем энергии тока высокой частоты, поступающего от передатчика, в энергию электромагнитных волн, излучаемых в заданных направлениях. Приемная антенна является обратным преобразователем.
В реальных линейных антеннах ток вдоль антенны распределен неравномерно. Антенну, получающую питание в основании от передатчика, совместно с ее зеркальным изображением можно рассматривать как отрезок развернутой линии, разомкнутой на конце. Действующей длиной антенны называют такую длину антенны с равномерным распределением тока, которая создает такую же напряженность поля, как и реальная антенна с неравномерным распределением тока. В этой формуле — полная длина антенны. При малой длине антенны меньше четверти длины волны.
Не вся мощность, подведенная к антенне, расходуется на излучение. Часть ее теряется в активном сопротивлении проводов, изоляторах и т. д. Все виды потерь в совокупности характеризуются мощностью потерь Рп, которая аналогична мощности излучения и может быть представлена как половина произведения квадрата тока в антенне на сопротивление потерь. Для несимметричных антенн где А — коэффициент, зависящий от качества заземления и мощности излучения для < кВт А ; для > кВт А ,-е-. При организации радиосвязи в диапазонах декаметровых волн и УКВ целесообразна максимальная концентрация излучения в сторону приемной станции за счет применения остронаправленных антенн. Зависимость напряженности поля излучения от направления называют характетикой, или функцией направленности антенны, а представленную на графике зависимость — диаграммой направленности.
Основные параметры и характетики передающей антенны: сопротивление излучения — коэффициент пропорциональности между мощностью излучения и квадратом действующего значения тока в основании антенны: Сопротивление излучения характеризует способность антенны отдавать энергию в пространство; сопротивление потерь —коэффициент пропорциональности между мощностью, расходуемой на нагревание проводов антенны и теряемой в изоляторах, мачтах и оттяжках, земле, и квадратом тока у основания или в пучности: входное сопротивление — сопротивление между точками подключения антенны к передатчику. На железнодорожном транспорте применяют направленные антенны. Если мощность излучателя оставить неизменной, то напряженность поля в месте приема при направленной антенне будет больше, чем при ненаправленной. Направленная антенна концентрирует электромагнитную энергию подобно прожектору, концентрирующему световую энергию; коэффициент направленности — отношение плотности потока энергии волн, движущихся в направлении максимального излучения, к плотности потока энергии изотропного ненаправленного излучателя при той же мощности излучения:
Для приемных антенн коэффициент направленности определяется отношением мощности, отбираемой антенной из электромагнитных волн, которые проходят в направлении максимума приема, к мощности, извлекаемой при той же напряженности поля сигнала, не направленной приемной антенной, коэффициент усиления — произведение коэффициентов направленности и полезного действия.
Простейшей антенной для диапазонов километровых и гектомет-ровых волн является вертикальный провод с горизонтальной частью Г- или Т-образные антенны, нижний конец которой связан с передатчиком. Направленной приемной антенной в этом диапазоне волн является рамка, представляющая собой виток провода и поворачивающаяся вокруг оси.
На декаметровых волнах вертикальные антенны, имеющие сильное излучение вдоль земли, как правило, не применяют, так как земная волна быстро затухает и для связи йа большие расстояния не может быть использована. Поэтому применяют горизонтальные антенны, не излучающие вдоль земли. Антенны декаметровых волн разделяют на настроенные и диапазонные. К настроенным относят симметричный горизонтальный вибратор и сложные антенны, составленные из горизонтальных вибраторов.
Для повышения направленности подвешивают провода сзади рефлектор и спереди директор вибратора. К диапазонным антеннам относят ромбическую антенну. В диапазоне УКВ применяют следующие основные типы антенн: вибраторные, рупорные, с зеркалами, линзовые, щелевые, диэлектрические, спиральные, поверхностных волн.
Распространение радиоволн. В однородной среде электромагнитные волны распространяются прямолинейно. При переходе из одной среды в другую радиоволны испытывают отражение и преломление. Если на пути волны встречается препятствие, то.волна стремится его обогнуть. Процесс огибания называют дифракцией.