До основних параметрів антени, становлять найбільший практичний інтерес, відносяться діаграма спрямованості, коефіцієнт посилення, діюча довжина і вхідний опір

Необхідно зробити наступне важливе зауваження, що стосується параметрів антен Приймальна телевізійна антена є широкосмуговим пристроєм, який має забезпечити неспотворений прийом всього спектру частот телевізійного каналу Одноканальні антени працюють в смузі частот 8 МГц Діапазонні антени, призначені для прийому декількох каналів, працюють ще в більш широкій смузі частот Повний уявлення про властивості антени можна отримати тільки в тому1 випадку, якщо відомі її параметри у всій робочій смузі частот, тобто частотні характеристики Наприклад, частотна характеристика коефіцієнта посилення дозволяє судити про те, як змінюється ЕРС на клемах антени в смузі частот телевізійного каналу, частотна характеристика вхідного опору визначає зміну віддачі потужності з антени в фідерні лінію і т д Тому вимірювання параметрів антен виробляється, як правило, на декількох частотах – не менше ніж на трьох частотах при випробуваннях одноканальних антен (на середній і крайніх частотах робочого каналу) і не менше ніж на пяти-шести частотах рівномірно розподілених в робочій смузі частот при випробуваннях багатоканальних і діапазонних антен

Діаграма спрямованості Значення ЕРС, наведеної в антені електромагнітним полем, залежить від напрямку приходу радіохвилі, що дозволяє послабити перешкоди, які приходять з напрямків, відмінних від напрямку приходу корисного сигналу Спрямованими властивостями володіють в тій чи іншій мірі всі антени, включаючи найпростіші Всеспрямованих телевізійних * них антен, тобто таких антен, які однаково приймають з усіх напрямків у межах повного тілесного кута в 360 °, не існує

Найменшою мірою спрямовані властивості виражені у найпростішої антени – симетричного вібратора, що складається з двох коротких прямолінійних провідників однакової довжини, розділених зазором Припустимо, що симетричний вібратор розташований горизонтально, тобто так, як це необхідно для прийому горизонтально поляризованих хвиль Проведемо подумки дві площини – вертикальну, що проходить через середину вібратора перпендикулярно його осі, і горизонтальну, що проходить · через вісь вібратора У вертикальній площині вібратор спрямованістю не володіє – з якого б напряму, що лежить в цій площині, ні прийшов сигнал, ЕРС на клемах вібратора залишатиметься однією і тією ж У горизонтальній площині вібратор володіє спрямованими властивостями, однак вони виражені відносно слабко На клемах вібратора ЕРС стає близькою до нуля тільки в межах невеликого кута, прилеглого до осі антени У звязку зі слабкою спрямованістю симетричний вібратор не забезпечує значного ослаблення відображених сигналів

Більш спрямованими є антени типу «хвильовий канал» Вони приймають сигнали в межах відносно невеликого кута і дозволяють ефективно послаблювати відбиті сигнали, що приходять з напрямків, відмінних від напрямку приходу основного сигналу

Для оцінки спрямованих властивостей приймальних антен проводиться вимірювання характеристик спрямованості, що представляють собою залежність ЕРС на клемах антени від кута приходу сигналу Графічне зображення характеристики спрямованості називається діаграмою спрямованості, яка дає наочне уявлення про спрямованих властивості антени При побудові діаграми спрямованості максимальне значення ЕРС умовно приймається рівним одиниці Такі діаграми спрямованості, звані нормованими, зручні для порівняння різних антен по їх спрямованим властивостям Методика нормування і побудови діаграм спрямованості за результатами вимірювань викладена в гол 8

На практиці немає необхідності будувати просторові діаграми спрямованості, які характеризували б спрямовані властивості антени в усьому teлecнoм вугіллі в 360 ° Досить повне уявлення про спрямованих властивостях антени дають діаграми, що показують, як залежить ЕРС на клемах антени від напрямку приходу сигналу в двох площинах – горизонтальній 1 і вертикальної 2, проведених так, як показано на рис 15 Такі діаграми називають діаграмами спрямованості в горизонтальній і вертикальній площинах

Побудова діаграм спрямованості проводиться або в полярних, або в прямокутних (декартових) координатах У полярних координатах діаграма спрямованості більш наочна, в прямокутних – більш зручна для різного роду розрахунків Розглянемо, для прикладу побудовану в полярних координатах діаграму спрямованості антени типу «хвильовий канал» в горизонтальній площині (рис 16) Координатна сітка складається з двох систем ліній · Одна система ліній являє собою концентричні кола з центром на початку координат Кола найбільшого радіуса відповідає максимальна ЕРС, значення якої умовно прийнято рівним, одиниці, а іншим окружностям – проміжні значення ЕРС від одиниці до нуля Інша система ліній, що утворюють координатну сітку, являє собою

Рис 15

Рис 16

пучок прямих, які ділять центральний кут в 360 ° на рівні частини У нашому прикладі цей кут розділений на 36 частин по 10 ° в кожній При побудові більш спрямованих діаграм, що потребують підвищеної точності побудови, центральний кут можна · розділити, наприклад, на 72 або 144 частини по 5 або 2,5 ° в кожній

Покладемо, що радіохвиля приходить з напряму, показаного на рис 16 стрілкою (кут 10 °) З діаграми спрямованості видно, що цьому напрямку приходу радіохвилі відповідає максимальна ЕРС на клемах антени При прийомі радіохвиль, що приходять з будь-якого іншого напрямку, ЕРС на клемах антени буде менше Наприклад, якщо радіохвилі приходять під кутами 30 і 330 ° (тобто під кутом 30 ° до осі антени з боку директорів), то значення ЕРС дорівнюватиме 0,7 максимальної, під кутами 40 і 320 ° –

0, 5 максимальною і т д

На діаграмі спрямованості (рис 16) видно три характерні області-2 і 3 Область 1, якій відповідає найбільший рівень прийнятого сигналу, називають основним, або головним, пелюсткою діаграми спрямованості, а напрямок ^ відповідне максимальному рівню сигналу, – максимумом головного пелюстка діаграми спрямованості Області 2 і 3, що знаходяться з боку рефлектора антени, носять назву задніх і бічних пелюсток діаграми спрямованості Наявність задніх і бічних пелюсток «свідчить про те, що антена приймає радіохвилі не тільки спереду (з боку директорів), але і ззаду (з боку рефлектора), що знижує завадостійкість прийому У звязку з цим при налаштуванні антени прагнуть зменшити число і рівень задніх і бічних пелюсток

Описану діаграму спрямованості, що характеризує залежність ЕРС на клемах антени від напрямку приходу радіохвилі, часто називають діаграмою спрямованості по «полю», так як ЕРС пропорційна напруженості електромагнітного поля в точці прийому Звівши в квадрат ЕРС, відповідну кожному напрямку приходу радіохвилі, можна отримати діаграму спрямованості по потужності (пунктирна лінія на рис 17)

Для чисельної оцінки спрямованих властивостей антени користуються поняттями кута розчину φ основної пелюстки діаграми спрямованості та рівня задніх і бічних пелюсток у Кутом розчину основної пелюстки діаграми спрямованості називають кут, в межах якого ЕРС на клемах антени спадає до рівня 0,7 від максимальної Кут розчину можна також визначити користуючись діаграмою спрямованості по потужності, по її спаду до рівня 0,5 максимальної (кут розчину по «половинної» потужності) В обох «випадках чисельне значення кута розчину виходить, природно, одним і тим же Іноді під кутом розчину увазі інший кут, а саме той, в межах якого основний пелюстка діаграми спрямованості спадає до нуля (кут розчину по «нулях» основної пелюстки) Якщо рівень, по якому визначено кут розчинуt не зазначений, то слід розуміти кут за рівнем 0,7 ЕРС (або 0,5 потужності) У нашому прикладі (див рис 16) кут розчину за рівнем 0,7 ЕРС становить 60 ° (по 30 ° в кожну сторону від осі антени), а по «нулях» -140 ° Чим менше кут розчину, тим краще спрямовані властивості антени Для антени типу «хвильовий канал» кут розчину зменшується зі збільшенням числа директорів

Джерело: Капчинский JI М, Конструювання і виготовлення телевізійних антен – 2-е вид, Стереотип – М: Радіо і звязок, 1995 – 00 с: Ил – (Масова радіобібліотека Вип 1216)