2.1.2 Назначение, параметры антенн
Антенной называется устройство, предназначенное для передачи и приема ЭМВ.
Антенны могут быть передающими, приемными и универсальными, служащими как для передачи, так и для приема. Последний тип антенн в авиации применяется наиболее часто.
Приемные антенны служат для преобразования энергии ЭМВ в энергию токов высокой частоты.
Передающие антенны служат для преобразования энергии токов высокой частоты, генерируемой передатчиком, в энергию ЭМВ.
Для передающей и приемной антенн справедлив принцип обратимости - всякая передающая антенна может служить приемной, причем показатели антенн остаются неизменными при использовании ее как в качестве передающей, так и в качестве приемной.
По характеру излучения и приема все антенны можно разделить на антенны направленного и ненаправленного действия.
Антеннами ненаправленного действия называются такие антенны, которые излучают ЭМВ равномерно во всех направлениях.
Антеннами направленного действия называются такие антенны, которые излучают ЭМВ в определенных направлениях.
В связи со спецификой условий применения РЭО на ЛА конструкция самолетных антенн, может сильно отличаться от аналогичных антенн наземной аппаратуры.
Рассмотрим основные параметры антенн
Мощность
излучения
,
где IА
– действующее значение тока в антенне,
RИЗЛ
– сопротивление излучения. Т.е. мощностью
излучения называется количество энергии
излучаемой антенной в 1 сек.
Коэффициент полезного действия- это отношение мощности, которую антенна излучает в пространство, ко всей подводимой к ней мощности. КПД характеризует свойство антенны как преобразователя энергии.
Входное сопротивление антенны- сопротивление измеренное на входных зажимах антенны. Оно имеет активную и реактивную составляющие.
Для эффективности работы антенны ее настраивают в резонанс (Хвх=0),т.е.
,
где Rпот- сопротивление
потерь.
Диаграмма направленности антенны (ДН)
ДН передающей антенны - это графическое изображение зависимости напряженности электрического поля, создаваемого антенной в равноудаленных от нее точках от направления излучения.
E = E(φ), где φ- угол между осью отсчета и направлением измерения.
Антенны между собой сравниваются по ширине ДН.
Шириной ДН по напряженности поля называется угол, заключенный между направлениями, в которых напряженность, поля составляет 0,707 от напряженности поля в направлении излучения. (Рисунок 1.5)
Рисунок 1.5
G - коэффициент направленного действия (КНД).
КНД называется число, показывающее во сколько раз надо увеличить РИЗЛ при переходе направленной антенны к ненаправленной для того, чтобы сохранить неизменной напряженность поля в месте приема в направлении максимального излучения.
6. Диапазонность антенны.
Под диапазонностью антенны понимается ее способность сохранять относительно неизменными основные показатели при изменении частоты генератора, питающего антенну.
2.1.3. Бортовые антенные устройства
К антеннам ЛА предъявляются следующие требования:
- Прочность.
- Минимальное аэродинамическое сопротивление.
- Минимальные габариты и вес.
- Простота и эффективность согласования элементов антенной системы
- Электромагнитная совместимость.
Рассмотрим антенны по диапазонам волн.
В ДВ диапазоне нет самолетного РЭО. Это объясняется тем, что в этом диапазоне антенны обладают очень большими размерами.
В СВ диапазоне применяется рамочная антенна АРК (Рисунок 1.6), которая работает в диапазоне 120-1330 кГц (2500 - 223 м). Представляет собой многовитковую катушку на ферритовом сердечнике. Эти антенны направленного действия.
НЕТ РИСУНКА
Рисунок 1.6
В KB диапазоне применяются следующие антенны:
- Г, Т-образные, наклонные - конструктивно представляют собой натянутый трос, применяются на малоскоростных самолетах и вертолетах.
- Шлейфовые - работают по принципу возбуждения отдельных частей самолета, размеры которых соизмеримы с длиной волны ПРД.
НЕТ РИСУНКА
Рисунок 1.7
В УКВ диапазоне широко применяются следующие виды антенн:
- Директорная антенна (Рисунок 1.8), применяется в дециметровом диапазоне волн, (в изделии 023 Н - система опознавания). Антенна направленного действия.
НЕТ РИСУНКА
Рисунок 1.8
- Антенны с параболическим рефлектором(Рисунок 1.9), применяются в сантиметровом диапазоне волн, приемопередающая. ЭМВ от излучателя падает на параболический рефлектор, которым преобразует расходящийся из ее фокуса поток лучей в параллельный поток.
Ширина ДН равна 60-70% от λ/d, где λ - длина волны, d - диаметр параболического рефлектора.
В качестве излучателя, помещенного в фокус параболического рефлектора, часто используется рупорная антенна. В УКВ еще могут применяться антенны следующих типов:
- щелевые;
- диэлектрические;
- рупорные;
- типа волновой канал.
Заключение: В процессе занятия изучено влияние земли и атмосферы на распространение ЭМВ, изучены параметры антенн и основные типы антенн применяемых в авиации.
Методическую разработку составил старший преподаватель
подполковник Ю.Кручек
Министерство образования и науки Российской Федерации
Уфимский Государственный Авиационный Технический Университет