Антена

Антена радіотелескопу РТ 7.5 МГТУ ім.Баумана.
РФ, Московська область, Дмитровський район.
Діаметр дзеркала 7,5 метра, робочий діапазон
довжин хвиль: 1-4 мм

Антена - пристрій для випромінювання і прийому радіохвиль ^[1]. Уже в 1888 році Генріх Герц використовував у своїх експериментах дипольні антену (вібратор Герца). ^[2]

Антена є конвертером електричного струму радіочастотного діапазону в електромагнітне випромінювання і навпаки.

Форма, розміри і конструкція антен різноманітні і залежать від довжини випромінюваних або прийнятих хвиль і призначення антени.

Антени можуть виготовлятися з провідних, або діелектричних матеріалів. Випромінюючі структури можуть бути виготовлені шляхом напилення провідних матеріалів на діелектричні підкладки.

В РЕЗ знайшли широке застосування антени, виконані у вигляді відрізка металевого дроту, комбінацій з таких відрізків, металевих рупорів, що відображають дзеркал різної конфігурації, діелектричних хвилеводів і хвилеводів з металевими стінками з системою прорізаних щілин, а також багато інших типів, що розрізняються діапазоном довжин хвиль, поляризацією , управлінням та способом обробки сигналу.

Окремим класом антен слід виділити антени з обробкою сигналу. Зокрема, одним з видів таких пристроїв є антени з віртуальною (синтезованої) апертурою, що застосовуються в авіаційній і космічній техніці для задач картографування і збільшення роздільної здатності за рахунок використання когерентного накопичення та обробки сигналу.

1. Характеристики антени

Характеристики пасивних лінійних антен, як взаємних пристроїв, можуть бути узагальнені для режимів передачі і прийому. В обох режимах такі антени характеризується спрямованими, поляризаційними, фазовими характеристиками і вхідним імпедансом. До основних електричним характеристикам і параметрам, що описує ці властивості, відносяться:

Приклад діаграми спрямованості антени

• смуга пропускання
• поляризація
• вхідний імпеданс і коефіцієнт стоячої хвилі (КСХ)
• діаграма спрямованості (ДН)
• коефіцієнт спрямованої дії (КНД)
• еквівалентна ізотропно випромінювана потужність (ЕІВП)
• коефіцієнт посилення антени (КУ)
• фазова діаграма антени (ФД)
• коефіцієнт корисної дії антени (ККД)
• шумова температура антени (Т _А)
• рівень бічних пелюсток антени (УБЛ)

До основних механічним характеристикам і параметрам антен відносяться:

• вага антен
• вітрові навантаження
• матеріал виготовлення
• розміри антен

2. Основні типи антен

Телевізійні діректорние антени метрового і дециметрового діапазонів горизонтальної поляризації

Уголковие антени на першому штучному супутнику Землі розроблені професором РТФ МЕІ Марковим Г.Т.

• Вібраторних антена
  • Симетричний вібратор (Диполь)
  • Несиметричний вібратор ^[3]
    • Антена Ground Plane
    • Укорочена штирова антена
    • Колинеарна антена
    • "Коаксіальна" антена
    • J-подібна антена
    • Антена зенітного випромінювання
    • Вертикальна антена верхнього харчування
  • Петлевий вібратор ("Петлевий вібратор Пістолькорс")
  • Широкосмуговий "Диполь Надененко"
  • Шунтовий вібратор
  • Турнікетна антена
  • Антена СГ
• Антена на принципі електродинамічного подоби
  • Діскоконусная антена
  • Випромінювач типу "метелик"
• Щілинна антена
  • Хвилеводно-щілинна антена
  • Щілинний вібратор
• Апертурная антена
  • Рупорна антена
  • Дзеркальна антена (рупорно-параболічні антени)
    • Супутникові антени
    • Прямофокусная дзеркальна антена
    • Офсетний дзеркальна антена ^[4]
    • Антена Кассегрена
    • Антена Грегорі
    • Дзеркальна антена з косекансной діаграмою спрямованості
    • Антена з синтезованою апертурою ^[5].
    • Зонтична антена
  • Лінзова антена
• Антена біжучої хвилі
  • Діректорная антена
    • Хвильовий канал
• Антена типу "хвильовий канал" 4-поверхова
  • Діелектрична антена
    • Діелектрична стрижнева антена
  • Спіральна антена ^[6]
  • Імпедансні антени
  • Антена випливає хвилі
  • Антена Бевереджа
  • V-образна антена
  • Ромбічна антена
  • Антена БС
• Логоперіодічеських антена (Логарифмічна періодична антена)
• Фазовані антенні грати
  • Пасивні ФАР
  • Активні ФАР - з нелінійними перетвореннями сигналу в полотні решітки ^[7]
    • Цифрова антенна решітка - активна ФАР із застосуванням алгоритмів цифрової обробки сигналу безпосередньо в полотні
• Антени діапазону СВЧ
  • Микрополосковая антена ^{[8] [9] [10]}
  • Патч-антени
  • Сингулярна антена ^[11]
• Надширокосмугових антена
  • Т-рупор
  • Антена Вівальді
• Конденсаторні антени (антени з лінійними розмірами l << λ)
  • CFA-антена
  • EH-антена
• Розподілені антени
  • Частково випромінюючий кабель ( коаксіальний кабель з навмисно погіршеної екрануванням)
• Псевдо-антени (антени з міфічними технічними характеристиками)
  • Ртутна антена
• Концептуальні антени
  • Гравітаційна антена

3. Приклади видатних конструкцій

• Антена АДУ-1000
• Антена РТ-70
• Антена загоризонтної РЛС "Дуга"
• Антена станції зондування іоносфери HAARP
• Антена радіообсерваторії Аресібо

4. Засоби захисту від зовнішніх впливів

• Радом
• Фарба
• Протизаморожувача
• Захист від птахів

5. Цікаві відомості

Фрактальна антена

• Параметри пасивних антен у лінійних негіротропних середовищах не залежать від того, чи працює антена на прийом або на передачу.
• Розміри антен з синтезованою апертурою можуть бути в десятки і сотні кілометрів.
• У компактних широкосмугових (багатосмугових) мобільних пристроях, одночасно-приймаючих сигнали на багатьох частотах, застосовують фрактальні антени (en: Fractal antenna).

Література

• Пістолькорс А. А. Антени. - М.: Связьіздат, 1947. - 478 с.
• Білоцерківський Г. Б. Основи радіотехніки і антени. - М.: Радянське радіо, 1969. - 432 с.
• Антени та пристрої НВЧ / Под ред. Д. І. Воскресенського. - М.: Радіо і зв'язок, 1981. - 432 с.
• Бова Н. Т., Резніков Г. Б. Антени та пристрої НВЧ. - Київ: Вища школа, 1982. - 272 с.
• Должиков В. В., Циба Б. Г. Активні передавальні антени. - М.: Радіо і зв'язок, 1984. - 144 с.
• Долуханов М. П. Поширення радіохвиль. - М.: Связь, 1965. - 399 с.
• Короткохвильові антени / Под ред. Айзенберга. - М.: Радіо і зв'язок, 1985. - 536 с.
• Ротхаммель К. Антени / переклад з німецької - СПб: Видавництво "Боянич", 1998. - 656 с.
• Г. А. Єрохін, О. В. Чернов, М. Д. Козирєв, В. Д. Кочержевскій Антенно-фідерні пристрої і поширення радіохвиль. - М.: Гаряча лінія - Телеком, 2007. - 496 с.
• Проектування фазованих антенних решіток / Под ред. Д. І. Воскресенського. М.: Радіотехніка, 2003. - 631 с.
• Слюсар В.І. Про авторство радіотехнічного терміну "антена". / / 21-я Міжнародна Кримська конференція "НВЧ-техніка і телекомунікаційні технології" (КриМіКо'2011). Матеріали конференції. Том 1. - Севастополь, 12 - 16 вересня 2011 р. - C. 87 - 88.
• Слюсар В. І. Антена: історія радіотехнічного терміна. / / Перша миля. Last mile (Додаток до журналу "Електроніка: наука, технологія, бізнес"). - 2011. - № 6. - C. 52 - 64.
• Слюсар В.І. Основні поняття теорії і техніки антен. Антенні системи евклідової геометрії. Фрактальні антени. SMART-антени. Цифрові антенні решітки (ЦАР). MIMO-системи на базі ЦАР. Особливості побудови суперлінейних підсилювачів. / / Розділи 9.3 - 9.9 в книзі "Широкосмугові бездротові мережі передачі інформації". / Вишневський В.М., Ляхов О.І., Кравець С.Л., Шахнович І.В. - М.: Техносфера. - 2005. - С. 498 - 569
• Слюсар В.І. 60 років теорії електрично малих антен. Деякі підсумки. / / Електроніка: наука, технологія, бізнес. - 2006. - № 7. - С. 10 - 19.

Примітки