Антенны за более, чем 100 лет

0 793
+1

Антенны за более, чем 100 лет 60-х годах 18 века Дж. Максвеллом была открыта электромагнитная волна и емкостной излучатель.

Г. Герц в 1888 году, продолжая опыты с электромагнитным полем и опираясь на теорию Максвелла доказал, что электромагнитное поле, излучаемое емкостным излучателем, равно полю, излучаемому электрическим вибратором.

Диполь Герца, которым пользовался Генрих Герц в опытах 1888 года, подтвердивших существование электромагнитных волн. Это был медный стержень с металлическими шарами на концах, в искровой промежуток которого включалась катушка Румкорфа. Наименьший из применявшихся Герцем вибраторов имел длину 26см, в нём возбуждались колебания с частотой порядка 500мГц, что соответствует длине волны в 0,6 м.

Спустя 15 лет изобретателем радио А. С. Поповым была предложена первая практическая антенна в виде несимметричного вибратора. Несимметричный вибратор представляет собой вертикальный провод длиной в четверть волны, между нижним концом которого и заземлением включается передатчик или приёмник. Заземление обычно выполняется в виде системы радиально расположенных проводов. Эти провода соединены общим проводом с одной из клемм передатчика или приёмника. Диаграмма направленности в горизонтальной плоскости имеет форму круга.

На рубеже 20-го века Н. Тесла доказал возможность передачи энергии на расстоянии при помощи емкостных излучателей своего резонансного трансформатора.

В 1916 году К. Брауна открыл магнитную рамку, которая по сей день широко используется на практике.

Антенна Бевереджа (Beverage) была испытана в 1923 году и была длиной 10 миль. Она обеспечивает увеличение помехозащищенности при приёме на длинных, средних и коротких волнах. Эта антенна названа в честь ее изобретателя H. H. Beverage. Она представляет собой горизонтальный провод с активной нагрузкой на конце провода примерно в 600 Ом протяженностью в несколько длин волн. Эта антенна относится к антеннам бегущей волны. Провод подвешивается на высоте нескольких метров над землёй в направлении на принимаемую станцию. Эта антенна отличается широким шестикратным перекрытием рабочих частот, низким уровнем боковых лепестков в горизонтальной плоскости, что обеспечивает повышенную помехозащищенность приёма. КНД антенны бегущей волны лежит в пределах 40-250, а КПД — 0,05-0,5%. Вследствие низкого КПД эта антенна почти не применяется для передачи.

Широкополосную антенну предложил советский учёный двадцатого столетия С. И. Надененко в 1935 г. Согласно общепринятому определению, диполь Надененко — это антенна, выполненная из 6-8 параллельных проводов, расположенных по образующим цилиндра, и представляющая собой симметричный вибратор. Такой диполь применяется в качестве приёмно-передающей антенны преимущественно в диапазонах метровых и декаметровых волн для связи, вещания и др. Диполь Надененко обладает низким волновым сопротивлением (250-400 ом), что обеспечивает слабую зависимость входного сопротивления от длины волны и хорошее согласование диполя с питающим его фидером. КНД диполя Надененко (с учётом влияния земли, устраняющей излучение в нижнее полупространство), лежит в пределах от 6 до 12.

Для приёма на длинных и средних волнах в 1930-40 гг. 20в., на основе открытия К. Брауна начинают пользоваться рамочной (магнитной) антенной, а также сложной антенной, представляющей собой композицию из рамок и вертикального вибратора. Эти приёмные антенны обладают направленными свойствами в горизонтальной плоскости и тем самым позволяют ослабить помехи радиоприёму, если источник помех находится в направлениях минимума диаграммы направленности.

Благодаря композиции рамочных антенн, в эти годы был изобретен радиопеленгатор. Родиной радиопеленгаторов стала Германия. В годы становления в Германии реваншизма в области антенн было немало разработок скрытых антенн. Сейчас рамочная антенна, которая раньше работала на прием, работает и в режиме передачи, это широко известная антенна DDRR.

Прочие антенны:

В 50-60-е гг. 20 в. в диапазонах коротких, метровых и сантиметровых волн получили распространение частотно-независимые антенны. Эти антенны отличаются от других типов тем, что они в широком диапазоне (10-20-кратном и более) имеют почти неизменные характеристики (форму диаграммы направленности, КНД, входное сопротивление и др.). Одним из распространённых типов частотно-независимой антенной является логопериодическая антенна.

Большой вклад в развитие теории щелевых антенн внесли советские учёные М. С. Нейман, А. А. Пистолькорс. К антеннам бегущей волны относятся спиральная антенна, антенна типа «волновой канал», диэлектрическая антенна, антенна поверхностной волны (импедансная антенна) и др. КНД антенн бегущей волны, применяемых на СВЧ, обычно не превышает 100.

В 60-е гг. 20 в. наметился ряд перспективных направлений развития теории и техники антенн, создание антенных решёток из большого числа излучающих элементов (электрических вибраторов, рупоров и др.), каждый из которых подведён к отдельному выходному блоку передатчика, имеющему регулируемый фазовращатель. Управляя соотношением фаз полей в отдельных излучающих элементах, можно быстро менять направление максимального излучения, а также форму диаграммы направленности антенн. Идентичным образом создаются приёмные антенные решётки из большого числа слабонаправленных антенн, подключаемых к отдельным входным блокам приёмника. Создаются антенные комплексы на основе применения электронных вычислительных машин.

В настоящее время широко внедряются и эксплуатируются экономичные, легко устанавливаемые антенны на основе использования металлизированных плёнок, с применением пневматики для придания антенне необходимой конфигурации. И как бы антенны не были видоизменены, все они являются потомками диполя Герца.


Сушко С. А.

 


Источник | Опубликовал: RD3AVG


и поделитесь с друзьями в соц сетях:


Добавить комментарий

Похожие новости