Требования предъявляемые к фидерным устройствам

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.

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).

Важную роль в работе антенных устройств играет линия передач (фидер), которая передаёт энергию от генератора к антенне (в передающем режиме) или от антенны к приёмнику (в режиме приёма).

Основные требования к фидеру сводятся к его электрогерметичности (отсутствию излучения энергии из фидера) и малым тепловым потерям. В передающем режиме волновое сопротивление фидера должно быть согласовано с входным сопротивлением антенны (что обеспечивает в фидере режим бегущей волны) и с выходом передатчика (для максимальной отдачи мощности). В приёмном режиме согласование входа приёмника с волновым сопротивлением фидера обеспечивает в последнем режиме бегущей волны, согласование же волнового сопротивления фидера с сопротивлением нагрузки — условие максимальной отдачи мощности в нагрузку приёмника. В зависимости от диапазона радиоволн применяют различные типы фидеров:

· двух или много-проводные воздушные фидеры

· волноводы прямоугольного, круглого или эллиптического сечений

· линии с поверхностной волной

и другие

Фи́дер (англ. feeder от feed — питать) — передающая линия, устройство, по которому осуществляется направленное распространение электромагнитных волн от источника к потребителю (например, к антенне). Термин «фидер» в основном используют, когда говорят о приемо-передающих трактах в радиотехнике.

Уличный столб фидерной линии. 240 вольт.

Фидер — электрическая цепь и вспомогательные устройства, с помощью которых энергия радиочастотного сигнала подводится от радиопередатчика к антенне или от антенны к радиоприемнику.

Очевидное требование к фидеру передающей антенны — передача энер-

гии от выхода радиопередатчика до входа антенны с минимальными потеря-

ми. Специфическое требование — фидер не должен обладать заметным ан-

тенным эффектом. Под антенным эффектом фидера передающей антенны по-

нимают его способность формировать нежелательное радиоизлучение, кото-

рое может ухудшить параметры передающей антенны.

Сформулируем основные требования к передающей антенне. Первое –

преобразовать электромагнитную энергию, поступающую на её вход, в энергию

радиоволн с минимальными потерями. Второе – обеспечить необходимую

пространственную концентрацию излучаемой энергии, т.е. направленность.

Третье – обеспечить (совместно с радиопередатчиком) в месте приема необхо-

димое значение напряженности электромагнитного поля. Четвертое – обеспе-

чить заданную пространственно-временную ориентацию (поляризацию) векто-

ров напряженности электромагнитного поля радиоволн.

Следует обратить внимание на не совсем очевидные, но, тем не менее,

очень важные требования, имеющие прямое отношение, как к фидеру, так и к

антенне. Первое – фидер и антенна по отношению к радиопередатчику являют-

ся нагрузкой. Следовательно, значение этой нагрузки должно быть таким, что-

бы обеспечивался эффективный режим работы радиопередатчика. Второе –

дальность действия линии радиосвязи, кроме прочих факторов, зависит и от

значения излучаемой антенной мощности. В некоторых случаях мощность на

входе антенны настолько велика, что возникает реальная угроза механического

разрушения отдельных элементов антенны или фидера вследствие электриче-

ского пробоя или теплового перегрева. Чтобы избежать таких разрушений и

фидер, и антенна должны обладать определенной электрической прочностью.

Третье – фидер и антенна должны нормально функционировать в заданном

диапазоне частот или длин волн.

Наряду с требованиями технического характера, перечисленными выше,

к передающим антеннам и фидерам предъявляются требования иного плана:

технологичности изготовления, удобства и безопасности эксплуатации, охраны

окружающей среды (экологической чистоты).

Далее рассмотрим требования к приемной антенне и её фидеру. Основ-

ные требования к приемной антенне следующие. Первое – обеспечить необхо-

димую пространственную избирательность (направленность), т.е. способность

преимущественного приема радиоволн, приходящих с определенных направ-

лений. Направленные приемные антенны, в сравнении с ненаправленными,

обеспечивают на входе приемника более высокое отношение мощности ра-

диосигнала к мощности помех. Последнее является важнейшим условием ка-

чественного радиоприема. Второе требование к приемной антенне – обеспе-

чить преимущественное реагирование на радиоволны определенного вида по-

ляризации.

Основные требования, предъявляемые к фидеру приемной антенны сле-

дующие. Во-первых, передача энергии между антенной и входом радиоприем-

ника должна осуществляться с малыми потерями. Во-вторых, фидер не должен

обладать заметным антенным эффектом. Под антенным эффектом фидера

приемной антенны понимают его способность принимать радиосигнал, что

может ухудшить параметры собственно приемной антенны. Требование на сте-

пень проявления антенного эффекта в фидерах приемных антенн более жест-

кое по сравнению с фидерами передающих антенн.

Важно уяснить, что приемная антенна по отношению к радиоприемнику

выступают в роли эквивалентного генератора, нагрузкой которого служит вход-

ное сопротивление приемного фидера, подключенного к входным цепям ра-

диоприемника. Следовательно, еще одно требование, как к приемной антенне,

так и её фидеру, состоит в том, чтобы во входных цепях радиоприемника вы-

полнялись условия выделения радиосигнала максимальной мощности.

Приемная антенна и её фидер должны обеспечивать возможность нор-

мального функционирования линии радиосвязи в заданном диапазоне частот

или длин волн.

Наряду с требованиями технического характера к приемным антеннам и

фидерам предъявляются определенные требования иного плана — техноло-

гичности изготовления, защиты от грозовых разрядов, удобства и безопасности

эксплуатации и др. Требования электрической прочности и экологической чис-

тоты отсутствуют, поскольку мощность сигнала в приемной антенне и её фиде-

ре очень незначительна.

Рассмотренные нами требования к антеннам и фидерам являются основ-

ными для антенн и фидеров большинства радиосредств, используемых в ра-

диосвязи, радиовещании и телевещании. Они не будут, однако, единственны-

ми. Почти каждый класс антенн и фидеров, применительно к их назначению,

характеризуется ещё рядом дополнительных требований и показателей, с ко-

торыми знакомятся уже в дальнейшем в процессе изучения соответствующих

разделов полного курса по антенно-фидерным устройствам.

Дата добавления: 2015-05-10