Ромбическая антенна - Rhombic antenna - Wikipedia
Эта статья нужны дополнительные цитаты для проверка.Октябрь 2015 г.) (Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения) ( |
А ромбическая антенна состоит из четырех отрезков проволоки, подвешенных параллельно земле ромбом или "ромб "форма. Каждая из четырех сторон имеет одинаковую длину - от четверти длины волны до одной длины волны на секцию - сходится, но не соприкасается под углом около 42 ° на стороне подачи и на дальнем конце. Длина не имеет значения , обычно от одного до двух длины волн (λ ), но существует оптимальный угол для любой заданной длины и частоты. Горизонтальная ромбическая антенна излучает горизонтально поляризованные радиоволны с малым углом места от острых концов антенны.
Если секции соединены резистором на одном из острых (заостренных) концов, тогда антенна будет принимать и передавать только в том направлении, на которое указывает конец резистора. Его основные преимущества перед другими типами антенн - простота, высокая передняя прирост, широкий пропускная способность, а также возможность работать в широком диапазоне частот.
Описание
Эта секция нужны дополнительные цитаты для проверка.Октябрь 2015 г.) (Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения) ( |
А ромбическая антенна состоит из одного или нескольких параллельных проводов, подвешенных над землей в "ромб "(ромбовидной) формы. Длинные версии обычно поддерживаются шестом или башней в каждой вершине, к которой провода прикреплены изоляторы. Каждая из четырех сторон имеет одинаковую длину. Длина не критична, обычно от одного до двух. длины волн (λ ) встык, но для любой заданной длины и частоты существует оптимальный острый угол, под которым секции должны встречаться.
Горизонтальная ромбическая антенна излучает горизонтально поляризованные радиоволны с малым углом места от острого конца антенны, противоположного фидерной линии. Его основные преимущества перед другими типами антенн - простота, высокая передняя прирост и широкий пропускная способность, способность работать в широком диапазоне частот.
Обычно он подается в одну из двух острых (более острых углов) вершин через сбалансированная линия передачи, или альтернативно коаксиальный кабель с балун трансформатор. Конец проводов, встречающихся в противоположной вершине, либо остается открытым (неподключенным), либо оканчивается несоединением.индуктивный резистор. При подключении через резистор диаграмма направленности является однонаправленной, главная доля с оконечного конца, поэтому этот конец антенны ориентирован в сторону предполагаемой приемной станции или региона. В незавершенном состоянии ромб является двунаправленным с двумя противоположными лепестками от двух острых концов, но не является полностью двунаправленным.
Ромбическая антенна может излучать под углами возвышения, близкими к горизонту, или под большими углами, в зависимости от ее высоты над землей относительно рабочей частоты и ее физической конструкции. Точно так же его ширина луча может быть узким или широким, в первую очередь, в зависимости от его длины. Малый угол излучения делает его полезным для небесная волна ("пропустить") распространение, режим наибольшего расстояния для коротковолновый, в котором радиоволны, направленные в небо на горизонте, отражаются от слоев в ионосфера и вернуться на Землю далеко за горизонтом.
Можно улучшить низкий КПД и коэффициент усиления однонаправленных ромбических элементов, заменив согласующий резистор сбалансированным с малыми потерями. резонансный заглушка линия передачи. Это отражает мощность, которая была бы потрачена на нагрузочный резистор обратно в антенну с правильной фазой для усиления возбуждения от передатчика. Эта схема может повысить эффективность излучения передающих антенн до 70-80% диапазона за счет увеличения сложности.
История
Ромбическая антенна была разработана в 1931 г. Эдмонд Брюс[1] и Харальд Фриис,[2][3] В основном он использовался в высокая частота (HF) или коротковолновый группа как широкополосный направленный антенна.
До Второй мировой войны ромбическая антенна была одной из самых популярных высокочастотных двухточечных антенных решеток. После Второй мировой войны ромбик в значительной степени утратил популярность для коротковолнового вещания и связи точка-точка, и был заменен на логопериодические антенны и занавески. Логопериодики большего размера обеспечивают более широкий частотный охват с сопоставимым усилением с ромбическими. Завесы с распределенным питанием или решетки завес HRS обеспечивали более четкую диаграмму направленности, возможность управления диаграммой направленности по углу места и азимута, гораздо более высокую эффективность и значительно больший выигрыш при меньшем пространстве. Однако ромбические антенны используются в тех случаях, когда сочетание высокого прямого усиления (несмотря на потери, описанные выше) и большой рабочей полосы пропускания не может быть достигнуто другими средствами, или когда необходима направленная антенна, но затраты на строительство и установку должны быть низкими. .
Помимо использования в качестве простой и эффективной передающей антенны (как описано выше), ромбическая также может использоваться в качестве приемной ВЧ-антенны с хорошим усилением и направленностью. Например, BBC Monitoring Приемная станция Crowsley Park имеет три ромбические антенны, ориентированные для приема с азимутами 37, 57 и 77 градусов.
Преимущества и недостатки ромбических антенн
Низкая стоимость, простота, надежность и легкость конструкции ромбических элементов иногда перевешивают преимущества производительности, предлагаемые другими более сложными массивами.[4][5][6]
Преимущества
- Входное сопротивление и диаграмма направленности ромбов относительно постоянны в диапазоне частот 2: 1. Их импеданс можно сделать относительно постоянным в диапазоне частот 4: 1 или более, с увеличением прямого усиления на 6 дБ на октаву.
- Множественные ромбические антенны могут быть соединены сквозным образом, чтобы сформировать MUSA (Multiple Unit Steerable Antenna). Массивы MUSA могут принимать нисходящие горизонтально поляризованные волны на большие расстояния, короткие волны.
- Ромбик остается одним из наименее сложных вариантов со средним усилением для устойчивой связи на большие расстояния по каналам точка-точка.[нужна цитата ]
- Ромбические элементы также обеспечивают значительную мощность передатчика, поскольку они имеют по существу равномерное распределение напряжения и тока.
Пассивы
- Ромбическая форма требует большой площади земли, особенно если установлено несколько антенн для обслуживания различных географических регионов на разных расстояниях или направлениях или для покрытия сильно разных частот.
- Ромбовидный элемент страдает от проблем с эффективностью из-за потерь на землю под антенной, значительных паразитных лепестков, расходующих энергию, потерь на оконечной нагрузке и невозможности поддерживать постоянный ток по длине проводников. Типичная эффективность излучения составляет порядка 40–50%.
- Низкая эффективность значительно снижает коэффициент усиления для данной ширины луча главного лепестка по сравнению с другими решетками с такой же шириной луча.[7]
Рекомендации
- ^ США 2285565A, Брюс, Эдмонд, "Директивная антенна]", выпущенный 9 июня 1942 г.
- ^ США 2041600A, Фриис, Харальд Т., "Радиосистема", выпущено 19 мая 1936 г.
- ^ "Харальд Т. Фриис". IEEE GHN.org.
- ^ Jordon-Balmain. Электромагнитные волны и излучающие системы. Prentice-Hall EE Series (2-е изд.). Макгроу-Хилл.CS1 maint: использует параметр авторов (связь)[требуется полная цитата ]
- ^ Краус, Дж. Антенны. Серия McGraw-Hill EE. Макгроу-Хилл. С. 408–412.[требуется полная цитата ]
- ^ Лапорт, Э.А. (1952). Радиоантенна инженерия. Макгроу-Хилл. С. 315–334.
- ^ Кюкен, Дж. Антенны и линии передачи.[требуется полная цитата ]