Несимметричный вертикальный вибратор (штырь).

2.

Классификация антенн.

Основные характеристики антенн.

Радиостанции, предназначенные для военных целей, работают в сложных, специфических условиях современных боевых действий. Антенны военных радиостанций должны иметь ограниченные габариты, небольшой вес, механическую прочность, легко развертываться и свертываться, не должны демаскировать радиостанцию, иметь хорошие характеристики.

Все антенны имеют характеристики и параметры, зависящие от режима работы: передачи или приёма энергии ЭМВ.

В режиме передачи антенны характеризуются тремя основными коэффициентами:

1. Коэффициент направленного действия антенны (КНД)— отношение мощности излучения ненаправленной антенны к мощности излучения направленной антенны, создающие в направлении максимального излучения на одинаковом расстоянии одинаковые напряженности поля Е.

2. Коэффициент усиления антенны — отношение мощно­сти излучения ненаправленной антенны к мощности, подводимой к направленной антенне, при условии, что обе антенны создают в направлении максимального излучения на одинаковом расстоянии равные значения напряженности поля Е.

3. Коэффициент полезного действия антенны (КПД)– этоотношение мощности излучения антенны к мощности, подводимой к входу антенны.

Оценить свойства излучения антенны можно при помощи диаграмм направленности, изображаемых в вертикальной или горизонтальной плоскости.

Диаграмма направленности антенны— графическое представление зависимости коэффициента усиления или коэффициента направленного действия от направления излучения антенны в заданной плоскости.

Ширина диаграммы направленности антенны—это угол между двумя направлениями диаграммы, на границах которого напряженность поля Е уменьшается в Ö2 раз, а мощность излучения – в 2 раза.

Кроме того, у передающих антенн различными являются и другие параметры:

- комплексное сопротивление антенны Zа = Rа + ĵХа, где Rа – активное сопротивление антенны, а Ха – реактивная составляющая сопротивления антенны;

- мощность, подводимая к антенне, Rа = 0,5 ·Iа² ·Rа = PΣ + Pп, где PΣ – мощность излучения, Pп – мощность потерь.

В режиме приёмаантенны характеризуются в основном следующими характеристиками: действующей длиной, эффективной площадью приёма, диапазоном рабочих частот и его шириной, коэффициентом перекрытия рабочего диапазона частот.

В связи с тем, что антенны мобильных радиостанций в большинстве своём работают и в режиме приёма, и в режиме передачи, являясь приёмо-передающими, то характеристики и параметры конкретных типов антенн будут рассматриваться в комплексе.

 

Антенны приемопередающих радиостанций классифицируются:

а) по назначению: передающие; приемные и приемо-передающие.

б) по диапазонным свойствам: диапазонные (узкодиапазонные и широкодиапазонные) и недиапазонные (частотнонезависимые).

Диапазонная антенна—антенна, параметры которой соответствуют предъявляемым требованиям в диапазоне рабочих частот.

в) по рабочему диапазону волн: антенны сверхдлинных, длинных, средних, коротких и ультракоротких волн (или мериаметровых, километровых, гектометровых, дециметровых, метровых, сантиметровых и миллиметровых волн).

г) по направленности действия: направленные и ненаправленные.

Направленность антенны — это способность антенны излу­чать или принимать радиоволны в определенных направ­лениях более эффективно, чем в других.

Направленная антенна— антенна, обеспечивающая в определенном или определенных направлениях более эф­фективное излучение или прием радиоволн, чем в других.

Ненаправленная антенна—антенна, обеспечивающая одинаковую эффективность излучения или приема радио­волн по всем направлениям в заданной плоскости.

д) по режиму работы: антенны стоячей волны и антенны бегущей волны.

е) по способу питания: антенны с симметричным и с несимметричным питанием.

ж ) по поляризации: с линейной ( вертикально- или горизонтально- поляризованные), с круговой и с эллиптической поляризацией.

Поляризацией называется расположение вектора напряжённости электрического поля Е в пространстве. При линейной поляризации вектор Е не изменяет своего положения в пространстве при распространении волны. При круговой – изменяет своё положение и как бы своим концом описывает окружность, а при эллиптической поляризации – эллипс.

з) по способу использования: стационарные, подвижных и лётно-подъёмных средств.

Кроме этого условно по конструктивным особенностям антенны можно подразделить на:

- штыревые антенны (гибкие и жёсткие), способные без дополнительных фиксирующих устройств принимать вертикальное положение ;

- проволочные антенны, выполненные из достаточно тонких по сравнению с их длинной проводников;

- комбинированные антенны;

- вибраторные антенны (типа "объёмный вибратор" и дискоконусная).

 

Антенны для связи по­верхностными радиоволнами.

 

При обеспечении радиосвязи поверхностными (земными) волнами необходимо учитывать следующие особенности:

- высокая устойчивость сигнала в точке приёма;

- слабая зависимость от времени суток, года, метеоусловий;

- ограничения по дальности связи за счёт поглощения волн поверхностью Земли и находящимися на ней местными предметами;

- прямая зависимость дальности связи от длины волны λ и параметров почвы (влажности, плотности, растительного покрова).

Поэтому к антеннам военной радиосвязи предъявляются следующие требования:

- они должны излучать радиоволны линейной поляризации (как правило, вертикальной);

-должны работать в широком диапазоне волн;

- должны излучать максимальную мощность сигнала вдоль поверхности Земли;

- иметь механическую прочность, гибкость, компактность, простоту эксплуатации и эффективность;

-обеспечивать работу на месте, на ходу и при движении объекта;

- иметь высокие электрические характеристики (волновое сопротивление, сопротивление излучения, мощность излучения);

- иметь различные характеристики направленности;

-достаточный КПД.

 

Наиболее часто для связи земными волнами применяются несимметричные антенны.

В военных радиостанциях применяются следующие виды несимметричных антенн:

— несимметричный вертикальный вибратор - штырь;

— наклонный несимметричный вибратор - антенна “наклонный луч”;

— антенны с верхнеемкостной нагрузкой - “Т”- образные, “Г” - образные и зонтичные антенны,

— однопроводная антенна бегущей волны – АБВ;

— комбинированные и широкодиапазонные антенны..

 

Для перехода от симметричного вибратора к несимметричному вертикальному вибратору, необходимо один из проводов симметричного вибратора расположить вертикально над землей, а второй провод заменить идеально проводящей землей, питающий генератор подключить у основания. Длина “l” заземленного несимметричного вибратора составляет половину симметричного вибратора, поэтому длина несимметричного вибратора l = 0,25l.

Практически земля редко бывает хорошим проводником и в ней теряется некоторая часть мощности. Чтобы уменьшить потери мощности передатчика в земле, необходимо:

- оборудовать заземление в подвижных радиостанциях;

- в носимых радиостанциях применять противовес, представляющий собой систему проводов или вибраторов, подвешиваемых под антенной на небольшой высоте или расположенных вдоль поверхности земли и изолированных от неё.

В простейшем случае в переносных радиостанциях роль противовеса выполняет металлический корпус радиостанции.

 

!	Несимметричный вертикальный вибратор с противовесом называют штыревой антенной (антенной «Штырь»).

 

Типовая характеристика штыревой антенны: несимметричная, ненаправленная, КВ-УКВ диапазонов, приёмо-передающая, стоячей волны, с линейной поляризацией, антенна стационарных и подвижных средств.

 

Для обеспечения работы штыревой антенны в широком диапазоне частот у ее основания включают органы настройки, при помощи которых изменяют собственную частоту антенны, путем изменения величины емкости и индуктивности включенных дополнительно. В простейших случаях производится увеличение (или уменьшение) длины антенны добавлением (или удалением) дополнительных элементов (секций).

Штыревая антенна, как видно из диаграмм направленности относится к антеннам кругового излучения, при этом максимальное излучение идет вдоль поверхности земли, в зенит антенна практически не излучает.

Штыревая антенна широко применяется в радиостанциях КВ и УКВ диапазона как малой, так и средней мощности различной длины.

Обозначение штыревых антенн: АШ- l (длина в метрах).

Наиболее часто применяются следующие типы штыревых антенн:

— гибкая антенна Куликова высотой 1,5м (АШ-1,5) - для работы радиотелефониста на ходу и на месте;

— комбинированная штыревая антенна высотой 2,7м – АШ-2,7 (антенна Куликова и четыре колена составных 30см секций), для работы на стоянке или из автомобиля в движении;

— штыревые антенны высотой 3,4м и 4м (АШ-3,4 и АШ-4) – для работы радиосредств, установленных в автомобильной и бронетанковой технике;

— полутелескопическая штыревая антенна высотой 10м (АШ-10) – для использования в радиостанциях средней мощности.

Применять штыревую антенну необходимо в тех случаях, когда корреспонденты не имеют сведений о местонахождении друг друга, при этом расстояние между ними должно быть небольшим..

Для увеличения дальности связи в УКВ диапазоне штыревые антенны могут устанавливаться на антенных мачтах высотой 11 или 16 метров и использоваться совместно с противовесами, образуя комбинированные штыревые антенны (КША), широкодиапазонные штыревые антенны (ШДА) и антенны типа "объёмный вибратор".

 

 

Антенна “Наклонный луч”.

Антенна “наклонный луч” представляет собой провод длиной 10- 20 метров, расположенный под углом к горизонту. Его удаленный от передатчика конец закреплен на мачте или местном предмете на высоте 6- 8 метров. В одной плоскости с антенной расположен противовес — горизонтальный провод, имеющий примерно такую же длину, как и полотно антенны.

Типовая характеристика антенны: несимметричная, направленная, КВ-УКВ диапазонов, приёмо-передающая, стоячей волны, с линейной поляризацией, антенна стационарных и подвижных средств, работающих на стоянке.

Диаграмма направленной антенны в вертикальной плоскости имеет максимум под углом 50- 60 градусов к поверхности земли, направленный в сторону противовеса, т.е. антенна обладает направленностью. Антенна “наклонный луч” диапазонная антенна, широко применяется в КВ диапазоне. Эту антенну можно применять также для связи пространственной волной.

Обозначение антенны "наклонный луч": НЛ–l/h(где l-длина антенны в метрах, h- высота подвеса над уровнем земли).

Наиболее широко в военной технике радиосвязи применяются антенны НЛ-17(10), которые также подвешиваются на естественных опорах или мачтах.