∆елезо / 110505

∆елезо / јнтенны / јнтенны спутниковые, ¬,” ¬,—и-Ѕи,“¬,–¬ / Ќаружные антенны дл€ дальнего приема. / ƒ»ј√–јћћџ Ќјѕ–ј¬Ћ≈ЌЌќ—“» —»Ќ‘ј«Ќџ’ –≈Ў≈“ќ 

ƒ»ј√–јћћџ Ќјѕ–ј¬Ћ≈ЌЌќ—“» —»Ќ‘ј«Ќџ’ –≈Ў≈“ќ 

ƒиаграмма направленности синфазной антенной решетки определ€етс€ диаграммой направленности самих антенн, вход€щих в решетку, и, кроме того, параметрами решетки. ≈сли решетка сформирована в вертикальном направлении, то есть построена в два или несколько этажей, сужаетс€ диаграмма направленности в вертикальной плоскости. ≈сли же решетка сформирована в горизонтальном направлении, сужаетс€ диаграмма направленности в горизонтальной плоскости. Ќаконец, большое значение имеет рассто€ние между антеннами в решетке.

ƒ»ј√–јћћџ Ќјѕ–ј¬Ћ≈ЌЌќ—“» —»Ќ‘ј«Ќџ’ –≈Ў≈“ќ  5-51.jpg

–ассмотрим формирование диаграммы направленности решетки, состо€щей из двух полуволновых вибраторов, расположенных р€дом, на рассто€нии Ќ между ними (рис. 5. 8). ≈сли сигнал приходит с направлени€, перпендикул€рного плоскости, в которой лежат антенны, фазы наведенных в антеннах Ёƒ— одинаковы и мощности прин€тых сигналов арифметически складываютс€. ≈сли же сигнал поступает под углом €, отличающимс€ от 90∞, как показано на рисунке, сигнал к антенне 2 поступает позже, чем к антенне 1 благодар€ тому, что по€вл€етс€ разность хода d=Hcosa. -апаздывание сигнала, приход€щего к антенне 2, приводит к сдвигу фазы Ёƒ—, наведенной в антенне 2 по отношению к Ёƒ—, наведенной в антенне 1. Ётот угол сдвига фазы (в) так относитс€ к полному углу 2*3.14, как разность хода d относитс€ к длине волны:

ƒ»ј√–јћћџ Ќјѕ–ј¬Ћ≈ЌЌќ—“» —»Ќ‘ј«Ќџ’ –≈Ў≈“ќ  5-52.jpg

Ќа рис. 5.10 приведена диаграмма направленности указанной синфазной решетки в одной горизонтальной полуплоскости (диаграмма во второй полуплоскости аналогична) дл€ п€ти разных значений  . ¬идно, что при разносе между антеннами, равном половине длины волны (  =0,5) диаграмма имеет один лепесток с шириной по уровню 0,7 (уровень половинной мощности) немного меньше 50∞. ƒл€ сравнени€ можно указать, что ширина диаграммы направленности одиночного полуволнового вибратора на том же уровне составл€ет чуть больше 100∞. Ёто означает значительное увеличение коэффициента усилени€ антенной решетки по сравнению с одиночной антенной. ”лучшаетс€ также пространственна€ избирательность антенны. ѕри поступлении помехи под углом а=45∞ наведенна€ Ёƒ— в решетке составл€ет 0, 28 от максимума, а в одиночном полуволновом вибраторе 0, 63. “аким образом, по напр€жению помеха ослабл€етс€ в 2, 25 раз, а по мощности - в 5 раз, то есть на 7 дЅ.

ƒиаграмма показывает, что при разносе между антеннами, превышающем половину длины волны, по€вл€ютс€ боковые лепестки. ≈сли разнос равен 0, 75 длины волны, диаграмма содержит два боковых лепестка с уровнем 0, 19 от максимума. — дальнейшим увеличением разноса растет и уровень боковых лепестков, достига€ 0, 7 при  =1,5. ≈сли же разнос превышает 1,5 длины волны, вместо двух диаграмма приобретает четыре боковых лепестка. “ак, при   = 2 два лепестка имеют уровень 0, 29 (а =27∞) и два других - 0, 83 (а =61∞). Ѕоковые лепестки большого уровн€ крайне вредны, так как сильно ухудшают пространственную избирательность антенны не только к индустриальным помехам, но и к отраженным сигналам, что может привести к повторам на экране телевизора. ѕравда, при этом главный лепесток получаетс€ очень узким: его ширина на уровне 0, 7 не превышает 15∞. ќднако интенсивные боковые лепестки свод€т это достоинство на нет. ѕоэтому рекомендуетс€ выбирать разнос между антеннами в пределах от 0, 5 до 0, 75 длины полны принимаемого канала. ¬ крайнем случае, если нужен особенно большой коэффициент усилени€ решетки, можно увеличить разнос до длины волны, что приведет к сужению главного лепестка диаграммы направленности до 28∞. Ќебесполезно напомнить: чем уже диаграмма направленности антенны, тем больше ее коэффициент усилени€. ”величивать разнос между антеннами сверх значени€, равного длине волны, не рекомендуетс€.

ƒ»ј√–јћћџ Ќјѕ–ј¬Ћ≈ЌЌќ—“» —»Ќ‘ј«Ќџ’ –≈Ў≈“ќ  5-53.jpg
–ис. 5.10 ƒиаграммы направленности синфазной решетки

ѕриведенные диаграммы направленности были рассчитаны дл€ синфазной решетки, собранной из двух полуволновых вибраторов, как простейшей антенны, дл€ которой и аналитическое выражение диаграммы €вл€етс€ наиболее простым. ќднако основные свойства диаграмм направленности остаютс€ такими же и дл€ синфазных решеток из более сложных узкополосных антенн, рассчитанных на прием одного определенного частотного канала. ≈сли же узкополосна€ антенна способна принимать несколько соседних по частоте каналов, как, например, в диапазоне дециметровых волн, необходимо предусмотреть, чтобы дл€ самого высокочастотного канала разнос между антеннами не превышал длины волны.

¬есьма характерно, что на всех приведенных диаграммах направленности, независимо от значени€ разноса между антеннами (при любом значении  ), отсутствует прием с боковых направлений (а=0). Ёто объ€сн€етс€ тем, что

теоретически у полуволновых вибраторов (как и у большинства других телевизионных антенн) прием с боковых направлений отсутствует. “ем не менее на практике из-за того, что невозможно абсолютно точно изготовить антенну, слабый прием сбоку может иметь место. », если в боковом направлении близко расположен мощный телевизионный передатчик, работающий на том же или на соседнем частотном канале, он может создавать заметную помеху приему основного сигнала. “ака€ помеха может выражатьс€ в сбо€х синхронизации или в накладке на основное изображение слабой посторонней картинки, перемещающейс€ в горизонтальном или вертикальном направлении. ƒл€ резкого ослаблени€ такой помехи целесообразно использовать вместо одной антенны синфазную решетку из двух таких же антенн, расположенных р€дом на рассто€нии, равном половине длины волны того частотного канала, на котором работает передатчик, создающий помеху. ¬ св€зи с тем, что помехи приход€т к антеннам решетки не одновременно, а со сдвигом во времени на половину периода, их фазы сдвинуты на 180∞. ≈сли антенны совершенно одинаковы, такой сдвиг приводит при сложении к взаимному уничтожению прин€тых антеннами помех.   обеим антеннам с помощью симметрирующе-согласующих устройств, предназначенных дл€ данного типа антенн, подключаютс€ линии одинаковой длины из 75-омного коаксиального кабел€, а соединение линий с фидером осуществл€етс€ с помощью четвертьволнового трансформатора из отрезка 50-омного кабел€, как показано на рис. 5. 4, длина которого “ соответствует четверти длины волны в кабеле дл€ основного канала.  роме ослаблени€ помехи, така€ решетка обеспечит увеличение уровн€ полезного сигнала примерно па 3 дЅ за счет увеличени€ коэффициента усилени€ и ослабит прием отраженных сигналов за счет сужени€ диаграммы направленности антенной решетки по сравнению с шириной диаграммы одной, ранее использованной антенны.

ƒ»ј√–јћћџ Ќјѕ–ј¬Ћ≈ЌЌќ—“» —»Ќ‘ј«Ќџ’ –≈Ў≈“ќ  5-54.jpg
–ис. 5.11 ƒвухр€дна€ фазированна€ решетка

—оздание такой двухр€дной синфазной решетки с рассто€нием между р€дами, равным половине длины волны, может быть св€зано с трудност€ми при использовании антенн типа "¬олновой канал". ƒело в том, что длина рефлектора у этих антенн превышает половину длины волны, и необходимый разнос между антеннами оказываетс€ неосуществимым. ѕоэтому такую решетку можно собирать только из антенн, максимальный горизонтальный размер которых меньше половины длины волны. ¬ качестве примера на рис. 5. 11 показана синфазна€ двухр€дна€ решетка из двухэлементных рамочных антенн. ¬се размеры этой решетки можно вз€ть из таблицы 4. 5. “акую же решетку можно собрать из трехэлементных рамочных антенн с размерами согласно таблице 4. 6 дл€ метрового диапазона или таблице 3. 2 дл€ дециметрового диапазона. ќднако дл€ дециметровой решетки рассто€ние между антеннами беретс€ равным половине длины волны канала изображени€ (таблица 1. 2) мешающего телевизионного передатчика.

Ўирокое распространение получили синфазные решетки, содержащие два или более этажа. ѕоэтому важно знать, как вли€ет разнос между этажами на форму диаграммы направленности в вертикальной плоскости. ¬ услови€х дальнего приема на равнинной местности необходимо, чтобы антенна лучше всего принимала сигнал с линии горизонта - при угле места, равном нулю. Ќезависимо от количества этажей решетки и разноса между этажами при угле места, равном нулю, диаграмма направленности имеет максимум. ќднако в услови€х холмистой или горной местности, а также при сверхдальнем приеме (при использовании отражении от ионосферы) сигнал может поступать и под другими углами места. ≈сли (как и дл€ диаграммы направленности в горизонтальной плоскости) провести анализ формы диаграммы двухэтажной решетки из двух полуволновых вибраторов, в этих услови€х оптимальным оказываетс€ разнос между этажами, равный половине длины волны принимаемого частотного канала. ƒиаграмма направленности такой двухэтажной решетки содержит один лепесток с нулевым приемом из зенита (угол места 90∞), а уровень половинной мощности соответствует углу места 30∞. ƒостаточно широка€ диаграмма направленности при этом благопри€тствует приему сигнала с направлений под углами относительно линии горизонта.  огда же требуетс€ обеспечить дальний прием за счет увеличени€ коэффициента усилени€ антенной решетки, есть смысл увеличить разнос между этажами. ѕри разносе в 3/4 длины волны в диаграмме по€вл€етс€ боковой лепесток под углом места 90∞ и сужаетс€ главный лепесток - угол места половинной мощности около 20∞, а нулевой прием соответствует углу места 42∞. ≈ще более узкий главный лепесток диаграммы направленности можно получить при разносе между этажами, равном длине волны. ¬ этом случае также образуетс€ боковой лепесток, направленный в зенит, угол места, соответствующий половинной мощности составл€ет 14, 5∞, а нулевого приема

- 30∞. Ќаконец, допустимо увеличить разнос до полутора длин волн. ѕри этом боковой лепесток имеет максимум под углом места около 42∞, половинна€ мощность главного лепестка соответствует углу места 9, 6∞, а нулевого приема

- 20∞. ”величивать разнос сверх этого значени€ не следует, так как по€вл€ютс€ два боковых лепестка. “ак, при разносе между этажами в 2, 5 длины волны главный лепесток, направленный на линию горизонта (угол места равен нулю) оказываетс€ очень узким: половинной мощности главного лепестка диаграммы соответствует угол места, равный всего 5, 7∞, но диаграмма направленности решетки в этом случае оказываетс€ изрезана боковыми лепестками. Ѕлижний к главному боковой лепесток имеет максимум под углом места 23, 6∞ и отделен

от главного лепестка направлением пулевого приема под углом места 11, 5∞. ¬торой боковой лепесток имеет максимум под углом места 53∞ и отделен от первого бокового лепестка вторым направлением пулевого приема под углом места 37∞. ≈сли на трассе имеютс€ даже небольшие холмы, нельз€ ќтрицать возможность поступлени€ сигнала под небольшим углом места, который попадет в зону диаграммы направленности, соответствующую пулевому приему. ¬ этом случае сигнал не сможет быть прин€т или будет значительно ослаблен.

’от€ приведенный анализ диаграмм направленности в вертикальной плоскости относилс€ к двухэтажной антенной решетке из двух полуволновых вибраторов, такой же характер должны иметь диаграммы решеток, собранных из более сложных антенн, например, из антенн типа "¬олновой канал" или из рамочных антенн. –азница будет лишь в значени€х углов места, соответствующих половинной мощности, нулевому приему и максимумам боковых лепестков. ѕоэтому при выборе величины разноса между этажами синфазной решетки, собранной из самых разных (но одинаковых!) антенн, можно руководствоватьс€ приведенными выше соображени€ми.

∆елезо / јнтенны / јнтенны спутниковые, ¬,” ¬,—и-Ѕи,“¬,–¬ / Ќаружные антенны дл€ дальнего приема. / ƒ»ј√–јћћџ Ќјѕ–ј¬Ћ≈ЌЌќ—“» —»Ќ‘ј«Ќџ’ –≈Ў≈“ќ