Реферат на тему ромбическая антенна
Обновлено: 04.07.2024
Ромбическая антенна – это остронаправленная диапазонная антенна, которая используется для магистральной связи на коротких волнах. Ромбическая антенна является разновидностью антенны бегущей волны.
Она представляет собой рамку, сделанную из проводов, которая имеет форму ромба.
Ромбическая антенна является естественным продолжением модернизации антенны Бевереджа, с улучшенными параметрами и характеристиками. Немного позже антенны Бевереджа появилась антенна, которую сконструировал Г. Айзенберг. Это так называемая двойная ромбическая антенна, состоящая из двух ромбических антенн. Антенны смещены на определенные расстояния как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскостях.
Ромбическая антенна выполняет функции направленной приемной и передающей антенны для радиовещания и радиосвязи. Работает ромбическая антенна в метровых и дециметровых диапазонах волн. Для нее характерна зависимость коэффициента направленного действия, коэффициента усиления и размеров. Если рассмотреть антенну ближе, то она предстанет симметричной линией, провода которой находятся на сторонах ромба. Линия питания соединена с одним углом, к другому углу подключается активная нагрузка. Сопротивление активной нагрузки равняется волновому сопротивлению линии. Постоянное, не изменяющееся волновое сопротивление обеспечивает антенне режим бегущей волны.
Ромбические антенны выполняются в двух вариантах – оптимальном и неоптимальном. В оптимальной ромбической антенне высота подвешивания равняется длине волны. Сопротивление нагрузки антенны составляет 400 Ом, а КПД достигает 90%. Если переходить на более короткие волны, характеристики антенны останутся постоянными и неизменными. В неоптимальной ромбической антенне половина длины волны превышает сторону ромба, высота ее подвешивания составляет менее четверти длины волны. Неоптимальной она называется потому, что КПД подобной антенны равняется всего 10—20%, а остальные 80% мощности просто рассеиваются на нагрузочном резисторе. Ромбическая антенна не нуждается в настройке, и если имеется в наличии большое количество проводов и подходящая точка опоры для антенны, то она сможет работать во всех любительских диапазонах. Если переходить на верхние диапазоны, то неоптимальная антенна становится оптимальной.
За счет больших размеров и значительной высоты подвеса ромбические антенны вполне подвергаются статическому электричеству и попаданию молнии. Статический заряд, который накапливается в антенне, может прожечь и повредить трансформатор и радиоаппаратуру.
Чтобы снять статический заряд, полотно антенны заземляется через резистор, который может сгореть при попадании в него молнии. Чтобы защитить резистор от перенапряжения, в антенне применяются специальные разрядники, т. е. подстроечные конденсаторы и т. д.
При наличии посторонних предметов в непосредственной близости от ромбической антенны они мало могут повлиять на ее функционирование.
Ромбическая антенна излучает интенсивные электромагнитные волны, которые имеют горизонтальную и вертикальную составляющие.
Между проводами антенного полотна возникает электромагнитное поле, в результате чего антенна наводит токи в горизонтальных и вертикальных проводах. Провода находятся как внутри ромбической антенны, так и на большом расстоянии от нее. Наведение токов в проводах приводит к возникновению радиопомех, от которых избавиться очень трудно. Какова бы ни была стоящая рядом антенна – штыревая, рамочная, дипольная и т. д., из-за ромбической она будет работать плохо. Ромбическая антенна не влияет на работу окружающих антенн только в том случае, когда расстояние от полотна до внутренней антенны меньше длины волны внутренней антенны. Идеальным местом размещения ромбической антенны является пространство, которое свободно от посторонних предметов.
Данный текст является ознакомительным фрагментом.
Продолжение на ЛитРес
Ромбическая антенна
Ромбическая антенна Ромбическая антенна – это остронаправленная диапазонная антенна, которая используется для магистральной связи на коротких волнах. Ромбическая антенна является разновидностью антенны бегущей волны.Она представляет собой рамку, сделанную из
Удивительная антенна
Удивительная антенна Целый день в наш мозг по бесчисленным каналам связи – нервным клеткам – поступает информация. В слуховом нерве 30.000 проводов–волокон! в зрительном нерве их еще больше, около 900.000. Объем информации, поступающей ежесекундно в мозг, огромен. Организм
ВВЕДЕНИЕ 3
1. РОМБИЧЕСКАЯ АНТЕННА: ОБЩИЙ ВИД И УСТРОЙСТВО 4
1.1. Ромбическая антенна с двусторонней диаграммой направленности 4
1.2. Однонаправленная ромбическая антенна 6
1.3. Питание и поглощающее сопротивление антенны 8
2. ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ РОМБИЧЕСКОЙ АНТЕННЫ 10
2.1. Размеры и диаграмма направленности 10
2.2. Частотный диапазон и методика расчета параметров антенны 13
2.3. Область применения 15
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 17
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ 18
Введение
Ромбическая антенна, разновидность бегущей волны антенны; выполняется в виде рамки из проводов, имеющей форму ромба. Предложена американским инженером Брюсом в 1931.
Обычно её подвешивают в горизонтальном положении на высоте 15—40 м. Длина каждой стороны ромба равна 50—160 м. К проводам ромба у одного из его острых углов подключают радиопередатчик (радиоприёмник), а у другого острого угла, направленного в сторону корреспондента, — резистор, сопротивление которого
.
Целью данной работы является рассмотрение ромбической антенны.
Задачи работы:
1) ознакомиться с общим видом и устройством ромбической антенны;
2) рассмотреть методику расчета характеристик и такие характеристики, как: размеры и диаграмма направленности и частотный диапазон в отдельности;
3) изучить область применен ия ромбической антенны.
Фрагмент работы для ознакомления
Работа написана по ГОСТ, шрифт 14, интервал 1,5, выравнивание по ширине, Times new roman, сноски в квадратных скобках, источники за последние 5 лет.
Список литературы
Пожалуйста, внимательно изучайте содержание и фрагменты работы. Деньги за приобретённые готовые работы по причине несоответствия данной работы вашим требованиям или её уникальности не возвращаются.
* Категория работы носит оценочный характер в соответствии с качественными и количественными параметрами предоставляемого материала. Данный материал ни целиком, ни любая из его частей не является готовым научным трудом, выпускной квалификационной работой, научным докладом или иной работой, предусмотренной государственной системой научной аттестации или необходимой для прохождения промежуточной или итоговой аттестации. Данный материал представляет собой субъективный результат обработки, структурирования и форматирования собранной его автором информации и предназначен, прежде всего, для использования в качестве источника для самостоятельной подготовки работы указанной тематики.
Ромбическая антенна, состоящая из двух V-образных антенн, известна как наиболее эффективная и простая конструкция коротковолновой направленной антенны. Ромбическая антенна имеет очень широкую полосу пропускания, обладает большой эффективной поглощающей поверхностью, хорошей диаграммой направленности и характеризуется высоким коэффициентом усиления. Кроме того, эта антенна может использоваться как многодиапазонная. Ромбическая антенна очень часто применяется как эффективный широкополосный излучатель в коммерческих радиовещательных установках. На рис. 2-35 показана простая ромбическая антенна с двусторонней диаграммой направленности.
Усиление ромбической антенны больше усиления V-образной антенны, имеющей эквивалентную длину проводника, образующего угол, т. е. ромбическая антенна со стороной ромба, равной 3λ, имеет большее усиление, чем V-образная антенна со стороной угла, равной 6λ. Кроме того, диаграмма направленности ромбической антенны в меньшей мере зависит от изменения частоты, чем диаграмма направленности V-образной антенны. Все размеры, указанные для V-образной антенны относительно длины проводников L и угла раскрыва α, остаются справедливыми и для ромбической антенны, имеющей двустороннюю диаграмму направленности.
Ромбическая антенна с двусторонней диаграммой направленности. Усиление в направлении основного излучения ромбической антенны с двусторонней диаграммой направленности, имеющей оптимальный угол раскрыва α относительно длины L проводника, образующего сторону ромба, по сравнению с обычным вибратором приведены в табл. 2-3.
То, что размеры стороны ромба и углы раскрыва ромбической антенны имеют те же самые значения, что и у V-образной антенны, дают возможность создавать ромбическую антенну простым подключением двух одинаковых V-образных антенн. Полученная таким образом ромбическая антенна имеет двустороннюю диаграмму направленности и оптимальные размеры. Коэффициент усиления этой антенны на 3 дб больше коэффициента усиления соответствующей V-образной антенны, и, кроме того, полоса пропускания антенны увеличивается.
| Длина проводника L , λ | Угол раскрыва α, град | Приблизительное усиление антенны, дб |
|---|---|---|
| 1,0 | 105 | 6,5 |
| 1,5 | 85 | 7,0 |
| 2,0 | 73 | 7,5 |
| 2,5 | 64 | 8,0 |
| 3,0 | 58 | 8,5 |
| 3,5 | 54 | 9,0 |
| 4,0 | 50 | 9,5 |
| 4,5 | 48 | 10,0 |
| 5,0 | 45 | 10,5 |
Однонаправленная ромбическая антенна
Ромбическая антенна с поглощающим сопротивлением отличается широкополосностью, и, следовательно, при вычислении размеров вибратора отпадает необходимость в скрупулезном расчете длины стороны ромба L . При допущении максимального уменьшения коэффициента усиления антенны на 2 дб изменение частоты для таких широкополосных вибраторов может быть в отношении 1 : 2. Правда, при этом происходит большая или меньшая деформация диаграммы направленности антенны. Диаграммы направленности в горизонтальной и вертикальной плоскостях в основном определяются углом раскрыва α. Коэффициент усиления антенны увеличивается по мере увеличения длины стороны ромба L . Высота подвеса антенны должна по меньшей мере равняться половине длины рабочей волны, так как с уменьшением высоты подвеса происходит увеличение вертикального угла максимума излучения, что крайне нежелательно в коротковолновых радиолюбительских диапазонах. Если сторона ромба L выбирается равной приблизительно 6λ, то направленность антенны очень высокая и, следовательно, выбор оптимального угла раскрыва становится очень критичным.
Питание ромбической антенны
Сопротивление в точке питания ромбической антенны с подключенным поглощающим резистором 700—800 ом . Ромбическая антенна может, следовательно, питаться по линии передачи, работающей в режиме бегущей волны и имеющей волновое сопротивление, соответствующее входному сопротивлению антенны. Обычно в этом случае используется самодельная двухпроводная линия передачи с воздушной изоляцией, имеющая волновое сопротивление 600 ом ; КСВ при этом увеличивается незначительно. При такой линии питания становится возможным использование антенны в различных диапазонах. Конечно, ромбическая антенна может быть согласована с линией передачи, имеющей любое волновое сопротивление, с помощью описанных выше согласующих устройств, но при этом в основном сводится на нет преимущество ромбической антенны, заключающееся в ее широкополосности, и поэтому она эффективно может использоваться только в одном диапазоне. Согласованная 600-омная линия передачи обычно имеет преимущества и по отношению к настроенным линиям передачи, так как в этом случае потерн в линии меньше и согласование с оконечной ступенью передатчика осуществляется значительно легче.
Поглощающее сопротивление
Сопротивление поглощающего резистора R должно быть безындуктивным и безъемкостным. При малой мощности передатчика такой резистор может быть изготовлен из одного или нескольких пленочных резисторов. Для уменьшения емкости такое поглощающее сопротивление рекомендуется изготавливать из нескольких последовательно соединенных резисторов. При больших мощностях передатчика применение пленочных резисторов нецелесообразно, и поэтому в этих случаях рекомендуется использовать специальные резисторы, выпускаемые промышленностью в качестве искусственных эквивалентов антенн. Сопротивления поглощающего резистора — 800 ом . Резистор следует помещать во влагонепроницаемой коробке как можно ближе к концу антенны. Для того чтобы при грозе не произошло разрушения поглощающего резистора, следует предусмотреть возможность его отключения, для чего его обычно помещают на высоте человеческого роста и соединяют с концом антенны линией с волновым сопротивлением 700—800 ом (рис. 2-37).
Если же поглощающее сопротивление имеет большую номинальную мощность, то вполне достаточно для предотвращения его разрушения при грозе заземлить весь антенный комплекс.
Конструкция ромбической антенны
Для достижения хорошей направленности и наибольшего усиления необходимо соблюдать определенное соотношение между углом раскрыва антенны и длиной стороны ромба L . На рис. 2-38 указаны эти величины.
На этом же рисунке ниже шкалы длины указано получаемое усиление антенны, так как усиление антенны в направлении максимума основного лепестка зависит непосредственно от длины стороны ромба L . При этом уже учитываются потери излучаемой мощности, происходящие в результате подключения поглощающего резистора, равные 3 дб .
Вертикальный угол излучения антенны, как уже говорилось выше, зависит от высоты подвеса, и поэтому в диапазонах 20, 15 и 10 м высота подвеса должна быть не меньше λ/2.
При планировании создания ромбической антенны всегда полезно предварительно набросать эскиз антенны для определения ее общих размеров в длину и в ширину. В табл. 2-4 приведены данные для ромбических антенн, рассчитанных для любительских диапазонов 40, 20, 15 и 10 м . Приведенные значения длин сторон ромба рассчитаны на середины указанных диапазонов. Как уже говорилось, благодаря широкополосности ромбической антенны отпадает необходимость в точном соблюдении расчетных размеров. Размеры А и В, необходимые для установки несущих мачт, округлены, и обычно целесообразно устанавливать несущие мачты несколько дальше друг от друга, для того чтобы имелась возможность небольшого изменения углов α и β при точной регулировке отношения мощности, излучаемой в прямом направлении, к мощности, излучаемой в обратном направлении.
Использование ромбической антенны в качестве многодиапазонной антенны
Из табл. 2-4 видно, что ромбическая антенна может с успехом применяться в качестве многодиапазонной антенны. Сторона ромба, равная 42 м , равняется 1λ для 40 м , 2λ — для 20 м , 3λ — для 15 м и 4λ — для 10 м . Оптимальный угол раскрыва для 15 или 20 м несколько велик для 10 м и несколько мал для 40 м , при этом в диапазоне 10 м основной лепесток диаграммы направленности суживается, появляется несколько слабо выраженных боковых лепестков и незначительное излучение в обратном направлении, а коэффициент усиления антенны в направлении максимума основного лепестка излучения остается неизменным. В диапазоне 40 м (а меньше оптимального значения) диаграмма направленности расширяется и появляется излучение в обратном направлении; антенна в этом случае может использоваться как излучатель, обладающий достаточно большим усилением в широком секторе направлений. Для ромбической антенны, используемой в качестве многодиапазонной антенны, длина стороны ромба может быть выбрана также равной 21,00 м или 63,00 м .
Ромбическая антенна представляет собой антенну в форме равностороннего параллелограмма. Как правило, он имеет два противоположных острых угла. Угол наклона θ приблизительно равен 90 ° минус угол основной доли. Ромбическая антенна работает по принципу излучателя бегущей волны. Он расположен в форме ромба или ромба и подвешен горизонтально над поверхностью земли.
Диапазон частот
Частотный диапазон работы ромбической антенны составляет от 3 МГц до 300 МГц . Эта антенна работает в диапазонах HF и VHF .
Строительство ромбической антенны
Ромбическая антенна может рассматриваться как две V-образные антенны, соединенные вплотную, чтобы образовать тупые углы. Благодаря своей простоте и легкости конструкции он имеет множество применений —
ВЧ передача и прием
Коммерческая двухточечная связь
ВЧ передача и прием
Коммерческая двухточечная связь
Конструкция ромбической антенны имеет форму ромба, как показано на рисунке.
Две стороны ромба считаются проводниками двухпроводной линии электропередачи. Когда эта система спроектирована надлежащим образом, вдоль основной оси излучения наблюдается концентрация излучения. На практике половина мощности рассеивается в нагрузочном сопротивлении антенны. Остальная часть энергии излучается. Потраченная впустую власть способствует незначительным долям.
На рисунке 1 показана конструкция ромбической антенны для связи точка-точка в былые времена. На рисунке 2 показана ромбическая УВЧ антенна для приема ТВ, используемая в наши дни.
Максимальное усиление от ромбической антенны идет вдоль направления главной оси, которая проходит через точку подачи и заканчивается в свободном пространстве. Поляризация, полученная от горизонтальной ромбической антенны, находится в плоскости ромба, которая является горизонтальной.
Основным недостатком ромбической антенны является то, что участки излучения, которые не соединяются с основным лепестком, приводят к значительным боковым лепесткам, имеющим как горизонтальную, так и вертикальную поляризацию.
преимущества
Ниже приведены преимущества ромбической антенны —
Можно подключить несколько ромбических антенн
Простая и эффективная передача
Можно подключить несколько ромбических антенн
Простая и эффективная передача
Недостатки
Ниже приведены недостатки ромбической антенны —
Потеря мощности в нагрузочном резисторе
Требование большого пространства
Снижение эффективности передачи
Потеря мощности в нагрузочном резисторе
Требование большого пространства
Снижение эффективности передачи
Приложения
Ниже приведены применения ромбической антенны —
Используется в ВЧ-связи
Используется при распространении длинных небесных волн
Используется в двухточечной связи
Используется в ВЧ-связи
Используется при распространении длинных небесных волн
Используется в двухточечной связи
Другой метод использования длинной проволоки заключается в изгибании и превращении проволоки в петлеобразный рисунок и соблюдении его радиационных параметров. Антенны такого типа называются рамочными антеннами .
Ромбическая антенна представляет собой антенну в форме равностороннего параллелограмма. Как правило, он имеет два противоположных острых угла. Угол наклона θ приблизительно равен 90 ° за вычетом угла большого лепестка. Ромбическая антенна работает по принципу излучателя бегущей волны. Он расположен в форме ромба или ромба и подвешен горизонтально над поверхностью земли.
Диапазон частот
Диапазон частот работы ромбической антенны составляет около 3MHz в 300MHz. Эта антенна работает в HF и VHF диапазонах.
Конструкция ромбической антенны
Ромбическую антенну можно рассматривать как две V-образные антенны, соединенные встык, образуя тупые углы. Благодаря своей простоте и легкости конструкции он имеет множество применений -
- При передаче и приеме HF
- Коммерческая двухточечная связь
Конструкция ромбической антенны имеет форму ромба, как показано на рисунке.
Две стороны ромба считаются проводниками двухпроводной линии передачи. Когда эта система правильно спроектирована, существует концентрация излучения вдоль главной оси излучения. На практике половина мощности рассеивается на оконечном сопротивлении антенны. Остальная мощность излучается. Потраченная впустую мощность влияет на второстепенные доли.
На рисунке 1 показано построение ромбическая антенна для связи точка-точка в былые времена. На рисунке 2 показан ромбическая антенна УВЧ для приема телевидения, используемых в наши дни.
Максимальное усиление ромбической антенны происходит в направлении главной оси, которая проходит через точку питания и заканчивается в свободном пространстве. Поляризация, полученная от горизонтальной ромбической антенны, находится в плоскости ромба, которая является горизонтальной.
диаграмма излучения
Диаграмма направленности ромбической антенны показана на следующем рисунке. Результирующая диаграмма - это совокупный эффект излучения на всех четырех ножках антенны. Этот образец однонаправленный, в то время как его можно сделать двунаправленным, удалив оконечное сопротивление.
Основным недостатком ромбической антенны является то, что части излучения, которые не объединяются с основным лепестком, приводят к появлению значительных боковых лепестков, имеющих как горизонтальную, так и вертикальную поляризацию.
преимущества
Ниже приведены преимущества ромбической антенны:
Недостатки бонуса без депозита
Ниже приведены недостатки ромбической антенны -
- Потери мощности в согласующем резисторе
- Требование большого пространства
- Снижение эффективности передачи
Области применения
Ниже приведены применения ромбической антенны -
- Используется в ВЧ связи
- Используется при распространении небесных волн на большие расстояния
- Используется в двухточечной связи
Другой метод использования длинной проволоки - это изгибание проволоки в виде петли и наблюдение за ее радиационными параметрами. Антенны этого типа называются рамочные антенны.
Читайте также: