Антенны

Общие сведения

Устройство, предназначенное для излучения радиоволн, называется передающей антенной. Устройство, предназначенное для улавливания радиоволн, называется приемной антенной.

Антенна соединяется с передатчиком и с приемником фидерной линией. Фидерные линии не должны излучать или принимать энергию, то есть должны быть экранированы. Как правило, в качестве фидерной линии используется коаксиальный кабель. Антенны обладают свойством обратимости: любая передающая антенна может работать как приемная, и наоборот. Однако во многих случаях конструкции приемных и передаюших антенн различны. Передающие антенны предназначены для излучения большой мощности. В приемных антеннах протекают слабые токи, такие антенны имеют более простую конструкцию.

Антенны характеризуются диаграммой направленности. Диаграмма направленности передающей антенны - это зависимость интенсивности излучения от направления. Диаграмма направленности приемной антенны - это зависимость амплитуды э.д.с. (электродвижущая сила), наводимой в антенне, от направления прихода электромагнитной волны. Судовые антенны, как правило, являются ненаправленными антеннами, т.е. излучают и принимают одинаково во всех направлениях.

Что влияет на эффективность излучения ?

Два фактора влияют на эффективность излучения антенной подводимой от усилителя мощности передатчика радиочастотной энергии:

1) Антенна должна быть настроена в резонанс на излучаемой частоте. Чем ближе антенная цепь к резонансу, тем больше ток в антенне и тем больше излучаемая электромагнитная энергия. Для достижения этой цели длина антенны должна быть соизмерима с длиной излучаемой волны (должна составлять 1/4 длины волны или величину, кратную 1/4 длины волны), что невозможно выполнить для радиостанции, работающей не на одной частоте, а в диапазоне частот. На практике длина судовой УКВ антенны берется соизмеримой с 1/2 длины волны, а длина антенны промежуточных и коротких волн - с 1/4 длины волны.

Пример: Рассчитать длину антенны радиостанции промежуточных и коротких волн (1,6 - 27,5 МГц) для двух случаев:

а) радиостанция работает преимущественно в диапазоне ПВ (1,6 - 3,8 МГц);

б) радиостанция работает преимущественно в диапазоне КВ (4-27,5 МГц).

Для ПВ диапазона расчет произведем для частоты 2182 кГц, являющейся радиотелефонной частотой вызова и бедствия. На этой частоте важно настроить антенну в резонанс для получения максимального излучения.

* Рассчитаем длину волны, если f=2182 кГц = 2 182 000 Гц.

l = 300 000 000/ f = 300 000 000 : 2 182 000 = 137,5 м.

* Длина антенны равна 1/4 длины волны и составляет 137,5 : 4 = 34,4 метра.

Для КВ диапазона расчет произведем для частоты 8414,5 кГц, являющейся вызывной частотой. На этой частоте важно настроить антенну в резонанс для получения максимального излучения.

* Рассчитаем длину волны, если f = 8414,5 кГц.

l = 300 000 000/ f = 300 000 000 : 8 414 500 = 35,6 м.

* Длина антенны равна 1/4 длины волны и составляет 35,6 : 4 = 8,9 метра.

2)Полное электрическое сопротивление антенны должно быть равно выходному сопротивлению усилителя мощности передатчика. Процесс достижения этого условия называется согласованием антенны, а устройство, которое обеспечивает согласование, - согласующим устройством. Согласующие устройства используются, как правило, в радиостанциях промежуточных и коротких волн (эти станции имеют большой коэффициент перекрытия диапазона - отношение верхней и нижней частот диапазона передатчика).

Судовые антенны УКВ и ПВ/КВ диапазонов

УКВ-радиостанция имеет, как правило, одну приемопередающую антенну, представляющую собой несимметричный вибратор высотой до 1,2 метра, устанавливаемый вертикально На рисунке показан внешний вид антенн, поставляемых с УКВ радиостанцией фирмы S.P.RADIO: