Всенаправленная антенна
-
Мачтовая излучающая антенна АМ-радиостанции
В радиосвязи всенаправленная антенна — это класс антенн , которые излучают равную радиомощность во всех направлениях, перпендикулярных оси ( азимутальные направления), причем мощность меняется в зависимости от угла к оси ( угол места ), уменьшаясь до нуля на оси. [ 1 ] [ 2 ] На трехмерном графике (см. график) эту диаграмму направленности часто описывают как пончик . Это отличается от изотропной антенны , которая излучает одинаковую мощность во всех направлениях и имеет сферическую диаграмму направленности. Всенаправленные антенны, ориентированные вертикально, широко используются в качестве ненаправленных антенн на поверхности Земли, поскольку они излучают одинаково во всех горизонтальных направлениях, а излучаемая мощность падает с углом места, поэтому мало радиоэнергии направляется в небо или вниз, к земле, и теряется впустую. . Всенаправленные антенны широко используются в радиовещательных антеннах. [ 3 ] и в мобильных устройствах, использующих радио, таких как сотовые телефоны , FM-радио , рации , беспроводные компьютерные сети , беспроводные телефоны , GPS , а также для базовых станций, которые связываются с мобильными радиостанциями, например, диспетчеры полиции и такси и авиационная связь.
Типы
[ редактировать ]
Наиболее распространенными конструкциями всенаправленных антенн являются несимметричная антенна , состоящая из вертикального стержневого проводника, установленного над проводящей плоскостью заземления , и вертикальная дипольная антенна , состоящая из двух коллинеарных вертикальных стержней. И четвертьволновой монополь , и полуволновой диполь имеют вертикальную диаграмму направленности, состоящую из одного широкого лепестка с максимальным излучением в горизонтальных направлениях, поэтому они популярны. Четвертьволновой монополь, самая компактная резонансная антенна, возможно, самая широко используемая антенна в мире. Монополь пятой восьмой волны длиной длины волны, также популярен, потому что при этой длине монополь излучает максимальную мощность в горизонтальных направлениях.
Распространенными типами всенаправленных антенн с низким коэффициентом усиления являются штыревая антенна , антенна «Rubber Ducky» , антенна наземной плоскости , вертикально ориентированная дипольная антенна , дискообразная антенна , мачтовый излучатель , горизонтальная рамочная антенна (иногда известная в просторечии как «круглая антенна» из-за форма) и гало-антенна .
Также могут быть построены всенаправленные антенны с более высоким коэффициентом усиления. «Более высокий коэффициент усиления» в данном случае означает, что антенна излучает меньше энергии при больших и меньших углах места и больше в горизонтальном направлении. Всенаправленные антенны с высоким коэффициентом усиления обычно реализуются с использованием коллинеарных дипольных решеток . Они состоят из нескольких полуволновых диполей, установленных коллинеарно (в линию), питаемых синфазно. [ 4 ] Коаксиальная коллинеарная (COCO) антенна использует транспонированные коаксиальные секции для создания синфазных полуволновых излучателей. [ 5 ] В решетке Франклина используются короткие U-образные полуволновые секции, излучение которых гасится в дальней зоне, чтобы привести каждую полуволновую дипольную секцию в равную фазу. Другой тип — всенаправленная микрополосковая антенна (OMA). [ 6 ]
Анализ
[ редактировать ]
Всенаправленные диаграммы направленности создают простейшие практические антенны, монопольные и дипольные антенны , состоящие из одного или двух прямых стержневых проводников на общей оси. Усиление антенны (G) определяется как эффективность антенны (e), умноженная на направленность антенны (D), которая математически выражается как: . Полезная связь между всенаправленной диаграммой направленности (D) в децибелах половинной мощности и шириной луча (HPBW), основанная на предположении из Форма узора: [ 7 ]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Баланис, Константин А.; Иоаннидес, Панайотис И. (2007). Введение в интеллектуальные антенны . Морган и Клейпул. п. 22. ISBN 978-1598291766 .
- ^ Национальное управление телекоммуникационной информации (1997). Федеральный стандарт 1037C: Глоссарий телекоммуникационных терминов . Управление общих служб США. стр. О-3. ISBN 1461732328 .
- ^ «Телевидение и радиопередачи всенаправлены, хотя и сфокусированы максимально к горизонту, а это означает большое распространение»: можно ли принять наши телевизионные сигналы на других планетах? , Новости BBC, 6 августа 2008 г.
- ^ Джонсон, Р.; Джасик, Х., ред. (1984). Справочник по проектированию антенн . МакГроу Хилл. стр. 27–14.
- ^ Юдаш Т., Болсли Б. (март 1989 г.). «Улучшенные теоретические и экспериментальные модели коаксиальной коллинеарной антенны». Транзакции IEEE по антеннам и распространению . 37 (3): 289–296. Бибкод : 1989ITAP...37..289J . дои : 10.1109/8.18724 .
{{cite journal}}
: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) - ^ Бэнкрофт Р. (5 декабря 2005 г.). «Расчетные параметры всенаправленной планарной микрополосковой антенны». Письма о микроволновых и оптических технологиях . 47 (5): 414–8. дои : 10.1002/mop.21187 . S2CID 109534272 .
- ^ Макдональд, Ноэль (апрель 1999 г.). «Направленность всенаправленного рисунка при наличии второстепенных долей: еще раз». Транзакции IEEE по антеннам и распространению . 41 (2): 63–8. дои : 10.1109/74.769693 .