Для чего нужны антенно-фидерные устройства

Антенно-фидерные устройства (АФУ) — предназначаются для передачи сигналов в системах радиосвязи, радиовещания, телевидения, а также других радиотехнических системах, использующих для передачи информации свободное распространение радиоволн.

a5fc0649e94300c9d45ee1e7245edb91

Хотя антенна и фидер и являются самостоятельными элементами, их характеристики сильно взаимосвязаны и их часто рассматривают как единое целое — антенно-фидерное устройство (АФУ).

Функции антенн в указанных системах сводятся к излучению или приему электромагнитных волн. Соответственно различают передающие и приемные антенны, подключаемые либо к передатчику, либо к приёмнику. Подключение осуществляется обычно не непосредственно, а с помощью линий передачи энергии — фидеров.

Фидер-линия передачи электромагнитных волн от генератора к антенне (в передающем режиме) или от антенны к приёмнику (в режиме приёма).

Во многих случаях практического использования радиотехнической аппаратуры антенна оказывается удаленной от передатчика или приемника на некоторое расстояние. На коротких и метровых волнах это расстояние часто оказывается значительным по сравнению с длиной волны. В таких случаях антенна соединяется с передатчиком или приемником посредством фидерной системы, состоящей из фидерной линии и переходного устройства между антенной и фидером. Большой ассортимент такого оборудования предлагает компания yaesu

Основные требования к фидеру сводятся к его электрогерметичности (отсутствию излучения энергии из фидера) и малым тепловым потерям. В зависимости от диапазона радиоволн применяют различные типы фидеров:

— двух или многопроводные воздушные фидеры

— волноводы прямоугольного, круглого или эллиптического сечений

— линии с поверхностной волной.

Антенна — устройство для излучения и приема радиоволн, она является преобразователем электрического тока радиочастотного диапазона в электромагнитное излучение, и наоборот.

Требования, предъявляемые к антенне, различны в зависимости от назначения радиостанции. Так, например, в случае работы радиовещательной станции, обслуживающей определенный район, в центре которого она расположена, передающая антенна, как правило, должна создавать равномерное излучение во все стороны, т. е. должна быть не направленной в горизонтальной плоскости. С другой стороны, антенна, например, радиолокационной станции, должна концентрировать излучение в малом телесном угле, т. е. должна быть остронаправленной. К приемной антенне часто предъявляется также требование направленного действия, т. е. требование более эффективного, приема волн, приходящих с определенных направлений. Пространственная избирательность приемной антенны наряду с частотной избирательностью и применением специальных фильтров в радиоприемнике является действенным средством борьбы с внешними помехами, естественными и искусственными. Таким образом, наряду с требованием эффективного излучения или приема радиоволн к антенне предъявляется требование определенного распределения в пространстве потока мощности излучаемых волн.

Антенны часто классифицируются по диапазонам волн. Для коротких и более длинных волн характерным является применение антенн из проводов сравнительно небольшого поперечного сечения (линейных проводников). Для дециметровых и более коротких волн применяются антенны, у которых токи протекают по проводящим поверхностям, имеющим большие размеры по сравнению с длиной волны.

Все антенны удобно разделить на две большие группы:

— линейные антенны;

— апертурные антенны;

— антенные решетки, элементами которых являются либо линейные, либо апертурные излучатели.

Линейная антенна — тонкий металлический провод, в котором возбужден переменный электрический ток, или узкая щель в металлическом экране, между краями которой приложено переменное электрическое напряжение. Линейными антеннами называются любые излучающие системы малого (по сравнению с длиной) поперечного размера и с переменными токами, текущими вдоль оси системы. У линейных антенн размер поперечного сечения много меньше длины волны.

Характерным для линейных антенн является то, что распределение тока вдоль их оси мало зависит от конфигурации провода. Поэтому к линейным антеннам относятся не только прямолинейные антенны но также искривленные, изогнутые и свернутые провода и щели, если их поперечные размеры много меньше продольных и меньше длины волны, такие как:

— симметричные и несимметричные вибраторы и антенны,

— рамочные антенны,

— проволочные антенны бегущей волны (в том числе спиральные),

— тонкие щелевые антенны стоящих и бегущих волн.

Апертурные антенны — у них можно определить некоторую ограниченную воображаемую поверхность, через которую проходит весь поток излучаемой (принимаемой) электромагнитной энергии — апертуру или раскрыв, часто представляемый в виде плоскости. Размеры раскрыва обычно много больше длины волны. Примеры:

— пирамидальная рупорная антенна,

— зеркальная параболическая антенна,

— линзовые антенны,

— открытые излучающие концы волноводов.

Антенная решетка — антенна, состоящая из нескольких однотипных излучателей, определенным образом расположенных в пространстве и возбуждаемых одним генератором иди несколькими когерентными генераторами. Здесь удается получить как требуемое пространственное распределение излучаемой энергии, так и нужное управление та времени этим распределением. Типичная антенная решетка — директорная антенна УКВ — линейная решетка из полуволновых симметричных вибраторов.

Симметричный вибратор (диполь Герца))

Симметричный вибратор ( рис.2 ) выполнен в виде тонкого проводника (электрический вибратор) или узкой длинной щели, прорезанной в металлическом экране (щелевой вибратор).