Войти
Многоэлементная логопериодическая дипольная решетка 
70-метровая Кассегрен радиоантенна в GDSCC, Калифорния A направленная антенна или лучевая антенна - это антенна, которая излучает или принимает большую мощность в определенных направлениях, что позволяет повысить производительность и уменьшены помехи от нежелательных источников. Направленные антенны обеспечивают улучшенные характеристики по сравнению с дипольными антеннами - или всенаправленными антеннами в целом - когда желательна большая концентрация излучения в определенном направлении.
A антенна с высоким коэффициентом усиления (HGA ) - это направленная антенна с узкой сфокусированной шириной луча радиоволн, позволяющей более точно нацеливать радиосигналы. Эти антенны чаще всего упоминаются во время космических миссий, эти антенны также используются по всей Земле, наиболее успешно на плоских открытых участках, где нет гор, которые могли бы нарушить радиоволны. Напротив, антенна с низким коэффициентом усиления (LGA ) - это всенаправленная антенна с широкой шириной луча радиоволн, которая позволяет сигналу достаточно хорошо распространяться даже в в горных регионах и поэтому более надежен независимо от местности. Антенны с низким коэффициентом усиления часто используются в космических кораблях в качестве резервной антенны с высоким коэффициентом усиления, которая передает гораздо более узкий луч и поэтому чувствительна к потере сигнала.
Все практические антенны являются подходящими. по крайней мере, в некоторой степени направленным, хотя обычно рассматривается только направление в плоскости, параллельной земле, и практические антенны могут легко быть всенаправленными в одной плоскости. Наиболее распространенными типами являются антенна Яги, логопериодическая антенна и антенна с угловым отражателем, которые часто комбинируются и продаются в коммерческих целях как жилые Телевизионные антенны. В ретрансляторах сотовой связи часто используются внешние направленные антенны, чтобы дать гораздо больший сигнал, чем можно получить на стандартном сотовом телефоне. Приемники спутникового телевидения обычно используют параболические антенны. Для длинных и средних волн частот, антенные решетки в большинстве случаев используются как направленные антенны.
При передаче высокий Усиленная антенна позволяет передавать большую часть передаваемой мощности в направлении приемника, увеличивая силу принимаемого сигнала. При приеме антенна с высоким коэффициентом усиления улавливает больше сигнала, снова увеличивая силу сигнала. Благодаря взаимности эти два эффекта равны: антенна, которая делает передаваемый сигнал в 100 раз сильнее (по сравнению с изотропным излучателем ), также захватывает в 100 раз больше энергии, чем изотропный антенна при использовании в качестве приемной. Вследствие своей направленности направленные антенны также посылают меньше (и принимают меньше) сигналов с направлений, отличных от главного луча. Это свойство можно использовать для уменьшения помех.
Есть много способов сделать антенну с большим усилением; наиболее распространенными являются параболические антенны, спиральные антенны, антенны яги и фазированные антенные решетки меньших размеров антенн любого типа. Рупорные антенны также могут быть сконструированы с большим усилением, но встречаются реже. Возможны и другие конфигурации - в Обсерватории Аресибо используется комбинация линейного фидера с огромным сферическим отражателем (в отличие от более обычного параболического отражателя) для достижения чрезвычайно высокого коэффициента усиления на определенных частотах.
Усиление антенны часто ссылается на гипотетическую антенну, которая излучает одинаково во всех направлениях, изотропный излучатель. Это усиление, измеренное в децибелах, называется дБи. Сохранение энергии требует, чтобы антенны с высоким коэффициентом усиления имели узкие лучи. Например, если антенна с высоким коэффициентом усиления делает передатчик мощностью 1 Вт похожим на передатчик мощностью 100 Вт, то луч может покрывать не более ⁄ 100 неба (в противном случае общее количество энергии, излучаемой во всех направлениях в сумме будет больше, чем мощность передатчика, что невозможно). В свою очередь, это означает, что антенны с высоким коэффициентом усиления должны быть физически большими, поскольку согласно дифракционному пределу, чем уже желаемый луч, тем больше должна быть антенна (измеренная в длинах волн).
Коэффициент усиления антенны также может быть измерен в дБд, который представляет собой усиление в децибелах по сравнению с направлением максимальной интенсивности полуволнового диполя. В случае антенн типа Yagi это более или менее соответствует усилению, которое можно было бы ожидать от тестируемой антенны без учета всех ее директоров и отражателя. Важно не путать дБи и дБд; они отличаются на 2,15 дБ, причем показатель дБи выше, поскольку диполь имеет усиление 2,15 дБ по сравнению с изотропной антенной.
Усиление также зависит от количества элементов и настройки этих элементов. Антенны можно настроить так, чтобы они резонировали в более широком диапазоне частот, но, при прочих равных условиях, это будет означать, что усиление антенны ниже, чем у антенны, настроенной на одну частоту или группу частот. Например, в случае широкополосных телевизионных антенн падение усиления особенно велико в нижней части полосы телевизионной передачи. В Великобритании эта нижняя треть телевизионного диапазона известна как группа А; см. график усиления, сравнивающий сгруппированные антенны с широкополосной антенной того же размера / модели.
На усиление также могут влиять другие факторы, такие как апертура (область, из которой антенна собирает сигнал, почти полностью зависит от размера антенны, но для небольших антенн можно увеличить, добавив ферритовый стержень ) и КПД (опять же, зависит от размера, но также от удельного сопротивления используемых материалов и согласования импеданса). Эти факторы легко улучшить, не изменяя другие характеристики антенн, или по совпадению улучшить с помощью тех же факторов, которые увеличивают направленность, и поэтому обычно не подчеркиваются.
Антенны с высоким коэффициентом усиления обычно являются самым большим компонентом зондов дальнего космоса, а радиоантенны с самым высоким коэффициентом усиления представляют собой физически огромные сооружения, такие как Обсерватория Аресибо. Deep Space Network использует антенны диаметром 35 м и длиной волны около 1 см. Эта комбинация дает усиление антенны около 100000000 (или 80 дБ, как обычно измеряется), что делает передатчик примерно в 100 миллионов раз сильнее, а приемник - примерно в 100 миллионов раз более чувствительным, при условии, что цель находится в пределах луча. Этот луч может покрывать не более одной стомиллионной (10) части неба, поэтому требуется очень точное наведение.
Использование высокого усиления и связи миллиметрового диапазона в WPAN увеличивает вероятность одновременного планирования беспрепятственных передач в локализованной области, что приводит к огромное увеличение пропускной способности сети. Однако оптимальное планирование одновременной передачи - это NP-трудная проблема.
Параболическая антенна - 70-метровая антенна в Голдстоуне
A Антенна Яги-Уда. Слева направо элементы, установленные на стреле, называются отражателем, ведомым элементом и директором. Отражатель легко идентифицируется: он немного (на 5%) длиннее ведомого элемента, а директор немного (на 5%) короче.
Гигантский радар с фазированной решеткой на Аляске
Антенна Холмдел Хорн в Холмдел, Нью-Джерси. Созданный для поддержки программы связи спутника Echo, он позже использовался в экспериментах, которые выявили космическое фоновое излучение, пронизывающее Вселенную.
Космический корабль «Вояджер-2». HGA (параболическая антенна) представляет собой большой объект в форме чаши.
Ранний пример (1922 г.) направленного AM-радиопередатчика, построенного для WOR, затем в Нью-Джерси и нацеленного на Нью-Йорк и Филадельфию.
