電波理論:アンテナ

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電波の特性に加えて、信号を送受信する際に最大限の性能を発揮するには、アンテナを慎重に選択する必要があります。
さまざまな種類のアンテナとそれらの目的についてもっと知りましょう。


アンテナ -送信機からの高周波振動のエネルギーを、空間を伝播できる電磁波に変換します。 または、受信の場合、逆変換、つまり電磁波を高周波振動に変換します。

放射パターンは、空間内のアンテナの方向に応じて、アンテナゲインをグラフィカルに表現したものです。

アンテナ

対称バイブレーター

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最も単純なケースでは、それぞれが波長の1/4に等しい2つの導電性セグメントで構成されます。

これは、独立して、または結合アンテナの一部として、テレビ放送の受信に広く使用されています。
したがって、たとえば、テレビ番組のメーター波長の範囲が200 MHzマークを通過する場合、波長は1.5 mになります。
対称バイブレーターの各部分は0.375メートルに等しくなります。

対称バイブレータの指向性パターン

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理想的な条件下では、水平放射パターンは、アンテナに垂直に配置された細長い8の字です。 垂直面では、ダイアグラムは円です。
実際の状態では、水平の図には、互いに90度の角度で配置された4つの小さな花びらが含まれています。
図から、最大ゲインを達成するためにアンテナを配置する方法を結論付けることができます。

バイブレータの長さが不適切に選択された場合、放射パターンは次の形式になります。

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主な用途は、短波、メートル波、デシメートル波の範囲です。

シングルエンドバイブレーター

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または単にホイップアンテナは、垂直に取り付けられた対称バイブレータの「半分」です。
バイブレーターの長さとして、1、1 / 2または1/4波長を適用します。

放射パターンは次のとおりです。

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8の字に沿ってカットされています。 G8の後半が地面に吸収されるという事実により、すべてのパワーがより狭い方向に放射されるという事実により、非対称バイブレータの方向係数は対称バイブレータの方向係数の2倍になります。
主な用途は、LW、HF、CBの範囲で、輸送用のアンテナとして積極的に設置されています。

傾斜したV字型

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設計は剛性ではなく、杭の上の導電性要素を伸ばして組み立てられます。
文字Vの先端の反対側への方向シフトがある

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HF範囲での通信に使用されます。 これは、軍事ラジオ局の標準アンテナです。

進行波アンテナ

また、名前があります-傾斜ビームアンテナ。

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それは傾斜したストレッチであり、その長さは波長の数倍です。 アンテナサスペンションの高さは、動作範囲に応じて1〜5メートルです。
放射パターンには顕著な指向性ローブがあり、これは良好なアンテナゲインを示しています。

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HF帯の軍用ラジオ局で広く使用されています。
展開したり折りたたんだりすると、次のようになります。

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ウェーブチャンネルアンテナ

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ここ:1-フィーダー、2-リフレクター、3-ディレクター、4-アクティブバイブレーター。

最大放射ラインに沿って配置された、0.5波長に近い並列バイブレータとディレクタを備えたアンテナ。 バイブレータがアクティブで、RF振動がバイブレータに供給され、ディレクタでは、EM波の吸収によりRF電流が誘導されます。 反射器とディレクタ間の距離は、RF電流の位相が一致したときに進行波効果が形成されるようにサポートされます。

この設計により、アンテナには明確な焦点があります。

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ループアンテナ

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オリエンテーション-ダブルペタル

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デシメートル範囲のテレビ番組を受信するために使用されます。

バリエーションとして-リフレクター付きループアンテナ:

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対数周期アンテナ

ほとんどのアンテナのゲイン特性は、波長によって大きく異なります。 異なる周波数で一定の放射パターンを持つアンテナの1つはLPAです。

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このようなアンテナの最大波長と最小波長の比は10を超えています。これはかなり高い係数です。
この効果は、パラレルキャリアに取り付けられた異なる長さのバイブレータを使用することで実現されます。
放射パターンは次のとおりです。

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これは、900、1800、および2100 MHzの複数の周波数範囲で信号を一度に受信するアンテナの機能を使用して、リピーターの構築におけるセルラー通信で積極的に使用されています。

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偏光

分極は、空間内の電磁波の電気成分のベクトルの指向性です。
区別:垂直、水平、円偏光。

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偏波は、アンテナのタイプとその場所に依存します。
たとえば、垂直に配置された非対称バイブレータは垂直偏波を与え、水平に配置されます。

水平偏波アンテナは、より大きな効果をもたらします。 自然および産業妨害は主に垂直分極を持っています。
水平偏波は、垂直方向よりも障害物からの反射が少なくなります。
垂直偏光波が伝播すると、地球の表面が吸収するエネルギーは25%少なくなります。

電離層を通過すると、偏光面が回転し、その結果、受信側で偏光ベクトルが一致せず、受信部の効率が低下します。 問題を解決するには、円偏光を適用します。

最大の効率で無線リンクを計算する場合、これらすべての要因を考慮する必要があります。

PS:

この記事では、アンテナのごく一部についてのみ説明し、アンテナフィーダーデバイスを教科書に置き換えることを主張しません。

Source: https://habr.com/ru/post/J158273/


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