I bob Antenna qurilmalari texnikasi yaratilishi va nazariyasining rivojlanish bosqichlari

2. Antennalarning vazifasi va tasnifi
Antenna deb elektromagnit to'lqinni tarqatish yoki qabul qilish uchun mo'ljallangan radiotexnika qurilmasiga aytiladi. Antenna radioto'lqinning tarqalishi yoki qabul qilinishi bilan bog’liq bo'lgan istalgan radiotehnika tizimining muhim elementlaridan biri hisoblanadi. Bunday tizimlarga radioaloqa, radioeshittirish, radioboshqarish, radioreleli aloqa, radiolokasiya, radioastronomiya, radionavigasiya tizimlari kiradi.
Antenna konstruktiv jihatdan simlar, metall yuza, dielektriklar, magnitodielektriklarni o'z ichiga oladi. Foydali signal bilan modulyasiyalanadigan yuqori chastota elektromagnit tebranishlari makonda tarqaladigan elektromagnit to'lqinga uzatuvchi antenna yordamida o'zgartiriladi. Odatda, elektromagnit tebranishlar antennaga uzatkichdan bilvosita emas, balki fider yordamida keltiriladi.
Qabul qilish antennasi tarqaladigan radioto'lqinlarni tutib oladi, ularni fider yordamida qabul qilish qurilmasi kirishiga kelib tushadigan elektromagnit to'lqinga o'zgartiradi. Antennalarning qaytaruvchanlik prinsipiga muvofiq - uzatish rejimida ishlaydigan antennalar hususiyati ushbu antennaning qabul qilish rejimida ishlaganda o'zgarmaydi.
Antennaning elektromagnit to'lqinning bir turini boshqa turiga o'zgartirishi kam energiyaning yo'qotishlari bilan, ya'ni uzatuvchi rejimda = P_/ Р₀ formula bilan aniqlanadigan maksimal mumkin bo'lgan FIK bilan yuz berishi kerak, bu erda P_ - nurlantiruvchi antenna quvvati, Р₀- antennaga keltirilgan quvvat.
Antennaning elektromagnit to'lqinlarni turli intensivlik bilan turli yo'nalishlarga tarqatish imkoniyati, uning yo'nalganlik hususiyatlari bilan, ya'ni formula ko'rinishida yo'nalganalik harakteristikasi (YH) yoki rasm (chizma) ko'rinishida yo'nalganlik diagrammasi (YD) bilan tavsiflanadi. Tor YDga ega antennalar uzatkich quvvatini oshirmasdan qabul qilish nuqtasida maydon kuchlanganligini oshirish imkonini beradi. Ko'p hollarda bu iqtisodiy jihatdan uzatkichning quvvatini oshirishga nisbatan qulayroq hisoblanadi. Bundan tashqari,
talab etiladigan yo'nalishda elektromagnit to'lqin konsentrasiyasi turli radiotehnika tizimlarining o'zaro ta'sir etuvchi halaqitlarining kamayishiga olib keladi. Yo'naltirilgan qabul qilish antennalarining mavjudligi turli tashqi halaqitlar qabul qilinishining susayishiga, ya'ni qabul qilish sifatining oshishi va qabul qilish qurilmasining halaqitdan himoyalanganligini yahshilashga olib keladi. Kosmik radioaloqa, radioastronomiya, radiolokasiya, radioreleli liniyalar antennalari katta yo'nalgan hususiyatlarga ega bo'lishi kerak.[15]
Shu bilan bir vaqtda radio va televidenie uchun uzatuvchi antennalar gorizontal yuzada bir hil nurlanishga ega bo'lishi kerak. (ayrim holatlar – tog’ va shu kabilardan tashqari). Yo'nalganlik hususiyatlari muhim hisoblanganidan, antenna tomonidan bajaradigan quyidagi ikkita funksiya to'g’risida gapirib o'tish zarur bo'ladi:
- elektromagnit tebranishlarni erkin elektromagnit to'lqinlarga o'zgartirish;
- bu to'lqinlarni aniq yo'nalishlarda tarqatish.
Antenna qurilmasi ishlashida generatordan antennaga (yoki antennadan
qabul qilgichga) elektromagnit energiyani uzatadigan (kanallashtiradigan) ta'minot liniyasi (fiderli trakt) muhim rol o'ynaydi. Fider elektromagnit to'lqinlar nurlantirmasligi va kam yo'qotishlarga ega bo'lishi kerak. Uni uzatkichning chiqish zanjiri bilan (yoki qabul qilgichning kirish zanjiri bilan) va antennaning kirish qarshiligi bilan moslash zarur, ya'ni fiderda yuguruvchi to'lqin rejimi yoki unga yaqin rejim bo'lishi kerak.
Radioto'lqinlar diapazoniga bog’liq holda fiderning turli tiplari qo'llaniladi: ikki simli yoki ko'p simli havo fiderlari, nosimmetrik ekranlangan (koaksial) liniyalar, to'lqin o'tkazgichlarning turli tiplari va boshqalar.
Antennani tasniflash, misol uchun antennaning quyidagi to'rtta klassga ajratib tarqaluvchi maydonni shakllantirish usuli bo'yicha o'tkazilishi mumkin:
10kGs...1GGs chastotalar diapazoni uchun katta bo'lmagan o'lchamli nurlatgichlar  , bu erda - to'lqin uzunligi). Bu klassdagi antennalar qatoriga bitta tebratgichli va tirqishli nurlatgichlar, polosali va mikropolosali antennalar, ramkasimon antennalar, shuningdek chastota-bog’liq bo'lmagan nurlatgichlar kiradi.
3MGs...10GGs chastotalar diapazoni uchun dan 100 gacha o'lchamli yuguruvchi to'lqin antennalari. Bunga spiral, dielektrik, direktorli, impedansli antennalar, shuningdek «sizib chiqqan» to'lqin antennalari kiradi.
3MGs...30GGs chastotalar diapazoni uchun dan 100 gacha va undan ortiq o'lchamdagi antenna panjaralari.
Ko'plab alohida nurlatgichlardan iborat antennalardir. Antenna panjaralarining har bir elementining qo'zg’atish fazasini (ayrim hollarda amplituda) mustaqil tartibga solish yo'nalganlik diagrammasini elektr boshqarish imkoniyatini ta'minlaydi. Liniyali, tekis, halqali, qavariq va konform (qurilma ob'ektining shakliga mos keladigan) antenna panjaralari qo'llaniladi. Antenna panjaralari asosida signalni qayta ishlovchi antenna tizimlari, shu jumladan, o'zgaradigan halaqit holatiga o'zgaradigan adaptiv tizimlari yaratiladi.
100 MGs … 100 GGs chastotalar diapazoni uchun dan 1000 gacha va undan ortiq o'lchamdagi apertur antennalar.
Ko'zguli, ruporli va linzali apertur antennalar keng tarqalgan. Apertur antennalarga antenna panjarasi ko'rinishidagi nurlanuvchi tizim bilan ko'zgu yoki linzaning birga qo'shilishini o'z ichiga olgan «gibrid» antennalar tutashadi. Apertur antennalar optik prinsiplar bo'yicha quriladi va nurlanishning eng yuqori yo'nalganligini ta'minlaydi.
Antennaning yo'nalganlik hossalari yo'nalganlik harakteristikasi (diagrammasi) bilan tavsiflanadi. Bu miqdor jihatdan bu hossalar YD kengligi, yon yaproqlar darajasi, yo'naltirilgan ta'sir koeffisienti (YK) va boshqa parametrlar yordamida baholanadi.
Generator yoki fider uchun yuklama sifatida tavsiflanadigan antennaning kirish qarshiligi muhim parametr hisoblanadi, qarshilik. Antennaning kirish qarshiligi deb antenna ta'minoti nuqtalari (antenna qisqichlari) o'rtasidagi kuchlanishning bu nuqtalardagi tokka nisbatiga aytiladi. Antenna to'lqin o'tkazgichdan ta'minot olsa, kirish qarshiligi to'lqin o'tkazgich traktida yuzaga keladigan qaytishlar bilan aniqlanadi. Umuman kirish qarshiligi Z_kir= R_kir+ iX_kir
kompleks kattalik. U fiderli traktda yuguruvchi to'lqin rejimiga yaqin bo'lgan rejimni ta'minlash uchun fider traktining to'lqin qarshiligi bilan mos bo'lishi kerak.
Antenna tomonidan tarqaladigan quvvat Р_Σ , antenna ta'minoti nuqtalaridagi
tok bilan P_ = I₀²R_₀/ 2 nisbat bilan bog’langan, bu erda R_Σ0 - antenna
tarqalishining qarshiligi (bu antennada yo'qotishlar bo'lmaganda antenna kirish qarshiligining aktiv tashkil etuvchisi). Bunday ta'rif simli antennalarga taaluqli.
Antennaning asosiy parametrlaridan biri chastotalar ishchi polosasining kengligi hisoblanadi, uning chegarasida antenna parametrlari (yo'nalganlik harakteristikasi, kirish qarshiligi, YDK va boshqalar) aniq tehnik talablarni qanoatlantiradi. Ishchi polosalar chegaralarida antenna parametrlarining doimiyligiga qo'yiladigan talablar turlicha bo'lishi mumkin, ular ishlash sharoitlariga bog’liq. Odatda, chastotalarning ishchi polosasi, qiymati boshqalardan oldin chastotalar o'zgarganda yo'l qo'yiladigan chegaralardan chiqadigan parametr bilan aniqlanadi. Ko'p hollarda antennaning kirish qarshiligi shunday parametr hisoblanadi. Chastota o'zgarganda uning o'zgarishi fiderli antenna bilan nomuvofiqlikga olib keladi. Qator hollarda ishchi diapazonning kengligi yo'naltirilgan hossalarni tavsiflaydigan parametrlardan birining yomonlashuvi: maksimal nurlanish yo'nalishining o'zgarishi, YD kengayishi, YDK kamayishi bilan belgilanadi. Ishchi diapazon kengligiga bog’liq holda antennalar shartli ravishda quyidagilarga bo'linadi:
nisbiy ish chi polosa nominal chastotadan 10% ga kam bo'lgan tor polosali (sozlangan);
10...50% chastotalarning nisbiy ishchi polosasi bo'lgan keng polosali.[16]