Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Радио антеннасының түрі
Type of radio antenna
Жебе антеннасы – тік, иілгіш сым немесе таяқтан тұратын антенна. Жебенің төменгі жағы радио қабылдағышқа немесе хабар таратушыға қосылады. Жебе антеннасы – монополь антеннасының бір түрі. Антенна иілгіш болу үшін жасалған, сондықтан ол оңай сынбайды, ал аты оның қозған кезде көрсететін қамшы сияқты қозғалысынан шыққан. Портативті радиоларға арналған жебе антенналары көбінесе бірімен-бірі байланысқан телескоптық металл түтіктерден жасалады, осылайша пайдаланбағанда оларды жиюға болады. Көліктер мен құрылыстарға орнатуға арналған ұзын жебелер сымды ортасымен айналған иілгіш шыны талшықтан жасалған таяқшадан тұрады және ұзындығы 11 метрге дейін жете алады. Жебе антеннасының ең қолайлы ұзындығы онымен қолданылатын радио толқындарының толқын ұзындығымен анықталады. Ең көп таралған түрі – шамамен толқын ұзындығынан төрттен бір бөлігіне тең жебе, бірақ олар конструкциялық ерекшеліктеріне қарай ұзағырақ немесе қысқарақ болуы мүмкін, электрлік жағынан қысқа антенналардан (толқын ұзындығынан кем) бағыттылықты жақсарту үшін толқын ұзындығына дейін өзгеріп отырады. Жебелер – монополь антенналарының ең көп таралған түрі және жоғары жиілікті HF, VHF және UHF радио диапазондарында қолданылады. Олар қолға ұсталатын радиолар, сымсыз телефондар, рациялар, FM радиолар, бум-бокс және Wi-Fi құрылғылары үшін антенна ретінде кеңінен қолданылады, сондай-ақ автомобиль радиолары және дөңгелекті көліктер мен ұшақтар үшін екі бағытты радио ретінде көліктерге бекітіледі. Шатырларға, балкондарға және радио мачталарға орнатылған үлкен нұсқалары әуесқой радио және полиция, өрт сөндіру, жедел жәрдем, такси және басқа да көлік диспетчерлері үшін базалық станция антенналары ретінде қолданылады.
A whip antenna is an antenna consisting of a straight flexible wire or rod. The bottom end of the whip is connected to the radio receiver or transmitter. A whip antenna is a form of monopole antenna. The antenna is designed to be flexible so that it does not break easily, and the name is derived from the whip like motion that it exhibits when disturbed. Whip antennas for portable radios are often made of a series of interlocking telescoping metal tubes, so they can be retracted when not in use. Longer whips, made for mounting on vehicles and structures, are made of a flexible fiberglass rod around a wire core and can be up to 35 feet (11 m) long. The ideal length of the whip antenna is determined by the wavelength of the radio waves it is used with. The most common type is the quarter wave whip, which is approximately long, but they can be either longer or shorter by design, varying from compact electrically short antennas wavelength long, up to wavelength to improve directivity. Whips are the most common type of monopole antenna, and are used in the higher frequency HF, VHF and UHF radio bands. They are widely used as the antennas for hand held radios, cordless phones, walkie talkies, FM radios, boom boxes, and Wi Fi enabled devices, and are attached to vehicles as the antennas for car radios and two way radios for wheeled vehicles and for aircraft. Larger versions mounted on roofs, balconies and radio masts are used as base station antennas for amateur radio and police, fire, ambulance, taxi, and other vehicle dispatchers.
Сәулелену үлгісі
Билеу антеннасы – монопольді антенна, тік диполь сияқты, барлық бағыттағы сәулелену үлгісіне ие, антенна осіне перпендикуляр барлық азимуттық бағытта бірдей радио қуатты сәулелендіреді, ал сәулеленген қуат антенна осі бойындағы көтерілу бұрышымен нөлге дейін төмендейді. Бір жарты толқын ұзындығынан кем ұзындықтағы билеу антенналары, оның ішінде кең таралған төрттен бір толқынды билеу антеннасы, бір негізгі сәулеге ие, ал толығымен өткізгіш жер жазықтығы болған жағдайда, ең жоғары өріс күші көлденең бағытта болады және осі бойында біртекті түрде нөлге дейін төмендейді. Ұсақ немесе толық емес өткізгіштікке ие жер жазықтығы немесе оның астында жер жазықтығы болмаған жағдайда, негізгі сәуле көтеріліп, ең жоғары қуат көлденең бағытта емес, аспанға бұрышпен сәулелендіріледі. Жарты толқын ұзындығынан артық антенналардың үлгілері бірнеше конустық "сәулелерден" тұрады, сәулелену максимумы бірнеше көтерілу бұрыштарында болады, антеннаның электр ұзындығы неғұрлым ұзын болса, үлгідегі сәулелердің саны да соғұрлым көп болады. Тік билеу антеннасы тік поляризацияланған радио толқындарды сәулелендіреді, онда электр өрісі тік, ал магнит өрісі көлденең болады. Тік билеу антенналары Жер бетіндегі бағытталмаған радиобайланыс үшін кеңінен қолданылады, мұнда хабар таратушыға (немесе қабылдағышқа) бағыт белгісіз немесе үнемі өзгереді, мысалы, портативті FM радио қабылдағыштарында, қолды радиостанцияларда және көліктердегі екі бағытты радиостанцияларда. Бұл олардың барлық көлденең бағытта бірдей жақсы таратуына (немесе қабылдауына) және пайдасыз аспанға аз радио энергиясын сәулелендіруіне байланысты.
The whip antenna is a monopole antenna, and like a vertical dipole has an omnidirectional radiation pattern, radiating equal radio power in all azimuthal directions (perpendicular to the antenna's axis), with the radiated power falling off with elevation angle to zero on the antenna's axis. Whip antennas less than one half wavelength long, including the common quarter wave whip, have a single main lobe, and with a perfectly conducting ground plane under it maximum field strength is in horizontal directions, falling monotonically to zero on the axis. With a small or imperfectly conducting ground plane or no ground plane under it, the general result is to tilt the main lobe up so maximum power is no longer radiated horizontally but at an angle into the sky. Antennas longer than a half wavelength have patterns consisting of several conical "lobes"; with radiation maxima at several elevation angles; the longer the electrical length of the antenna, the more lobes the pattern has. A vertical whip radiates vertically polarized radio waves, with the electric field vertical and the magnetic field horizontal. Vertical whip antennas are widely used for nondirectional radio communication on the surface of the Earth, where the direction to the transmitter (or the receiver) is unknown or constantly changing, for example in portable FM radio receivers, walkie talkies, and two way radios in vehicles. This is because they transmit (or receive) equally well in all horizontal directions, while radiating little radio energy up into the sky where it is wasted.
Ұзындығы
Билеу антенналары көбінесе резонанстық антенналар ретінде жасалады; таяқ радио толқындары үшін резонатор қызметін атқарады, оның ұштарынан кернеу мен ток тұрақты толқындарымен шағылысады. Сондықтан антенна таяғының ұзындығы қолданылатын радио толқындарының толқын ұзындығымен анықталады. Ең көп таралған ұзындығы – толқын ұзындығының шамамен төрттен бірі, ол "төртінші толқынды билеу" деп аталады (бірақ көбінесе жүктеу катушкасын пайдалану арқылы қысқартылады; электрлік қысқа билеулер төменде қараңыз). Мысалы, АҚШ-тағы FM радиоларында қолданылатын әдеттегі төртінші толқынды билеу антенналарының ұзындығы шамамен 76 см, бұл FM радио жолағындағы радио толқындары ұзындығының шамамен төрттен біріне тең. Жарты толқынды билеулер (152 см), жоғары пайдаға ие, ал бес сегізінші толқынды билеулер (190 см), монополь үшін қол жетімді ең жоғары көлденең пайдаға ие, сонымен қатар жиі қолданылатын ұзындықтар.
Whip antennas are normally designed as resonant antennas; the rod acts as a resonator for radio waves, with standing waves of voltage and current reflected back and forth from its ends. Therefore, the length of the antenna rod is determined by the wavelength of the radio waves used. The most common length is approximately one quarter of the wavelength , called a "quarter wave whip" (although often shortened by the use of a loading coil; see Electrically short whips below). For example, the common quarter wave whip antennas used on FM radios in the USA are approximately long, which is roughly one quarter the length of radio waves in the FM radio band, which are long. Half wave whips ( long) which have greater gain, and five eighth wave whips ( long) which have the maximum horizontal gain achievable by a monopole, are also common lengths.
Пайдалану және сәулеленуге қарсы тұру
Антеннаның күші мен кіріс кедергісі, толқын ұзындығына шаққанда, қамшы элементінің ұзындығына және қолданылатын жер жазықтығының (болған жағдайда) мөлшері мен пішініне байланысты. Мүжілдігі толық өткізгіш, шексіз жерге қарсы жұмыс істейтін ширек толқынды тік антеннаның күші 5.19 дБи, ал сәулелену кедергісі шамамен 36.8 Ом болады. Дегенмен, нақты антенналарда жер жазықтығының диаметрі бірнеше толқын ұзындығынан аспаса, мұндай күшке жете алмайды. Көлік құралдарына орнатылған қамшы антенналар үшін 2 дБи көбірек кездесетін көрсеткіш. Қолда ұсталатын құрылғыларда әдетте арнайы жер жазықтығы болмайды, антеннаның қоректендіру сымының жерлік жағы құрылғының басқару тақтасындағы жерге (ортақ) қосылады. Сондықтан, радионың өзі қарапайым жер жазықтығы ретінде қызмет етеді. Егер радионың корпусы антеннадан әлдеқайда үлкен болмаса, қамшы мен радио бірлесіп монополь антеннаға қарағанда асимметриялық диполь антеннасы ретінде жұмыс істейді. Күші диполь немесе жеткілікті мөлшердегі жер жазықтығы бар ширек толқынды қамшыдан сәл төмен болады. Радиоға тікелей орнатылмаған қамшылар әдетте 50 Ом немесе 75 Ом кедергісі бар коаксиалды кабель арқылы қоректендіріледі. Жарты толқынды қамшы антеннасы (ұзындығы) ширек толқынды қамшыдан күші жағынан жоғарырақ, бірақ оның таяқшаның түбіндегі қоректендіру нүктесінде ток түйіні бар, сондықтан кіріс кедергісі өте жоғары. Егер антеннаның қалыңдығы шексіз болса, кіріс кедергісі де шексіз болар еді, бірақ нақты қалыңдық 800–1500 Ом кедергісін береді. Мұндай антенналар әдетте кедергіге сәйкес келетін түрлендіргіш немесе ширек толқындық кедергі сәйкестендіру бөлігі (мысалы, J-полюстік антенна) арқылы қоректендіріледі. Артықшылығы – диполь ретінде жұмыс істегендіктен, жер жазықтығы қажет емес. Монополь антеннаның максималды көлденең күші толқын ұзындығының бес сегізден бір бөлігіне тең ұзындықта қол жеткізіледі, сондықтан бұл қамшы үшін де танымал ұзындық. Алайда, осы ұзындықта сәулелену диаграммасы көлденең бөлікке және 60° бұрыштағы кішкентай екінші бөлікке бөлінеді, сондықтан тік бұрышты сәулелену нашарлайды. Кіріс кедергісі шамамен 40 Ом құрайды.
The gain and input impedance of the antenna is dependent on the length of the whip element, compared to a wavelength, but also on the size and shape of the ground plane used (if any). A quarter wave vertical antenna working against a perfectly conducting, infinite ground will have a gain of 5.19 dBi and a radiation resistance of about 36.8 ohms. However this gain is never approached in actual antennas unless the ground plane is many wavelengths in diameter. 2 dBi is more typical for a whip with a ground plane of Whips mounted on vehicles use the metal skin of the vehicle as a ground plane. In hand held devices usually no explicit ground plane is provided, and the ground side of the antenna's feed line is just connected to the ground (common) on the device's circuit board. Therefore, the radio itself serves as a rudimentary ground plane. If the radio chassis is not a good deal larger than the antenna itself, the combination of whip and radio functions more as an asymmetrical dipole antenna than as a monopole antenna. The gain will be somewhat lower than a dipole, or a quarter wave whip with an adequate size ground plane. Whips not mounted on the radio itself are usually fed with coaxial cable feedline of 50 ohm or 75 ohm impedance. In transmitting antennas the impedance of the antenna must be matched to the feedline for maximum power transfer. A half wave whip antenna (length of ) has somewhat higher gain than a quarter wave whip, but it has a current node at its feedpoint at the base of the rod so it has very high input impedance. If it was infinitely thin the antenna would have an infinite input impedance, but the finite width gives typical, practical half wave whips an impedance of 800–1,500 ohms. These are usually fed through an impedance matching transformer or a quarter wave stub matching section (e. g. the J pole antenna). An advantage is that because it acts as a dipole it does not need a ground plane. The maximum horizontal gain of a monopole antenna is achieved at a length of five eighths of a wavelength so this is also a popular length for whips. However at this length the radiation pattern is split into a horizontal lobe and a small second lobe at a 60° angle, so high angle radiation is poor. The input impedance is around 40 ohms.
Жер деңгейіндегі антенна
Алып жүруші бетке бекітілмеген, мысалы, мачтаға орнатылған сым антеннасында, жерден шағылысқан радиотолқындардың болмауы сәулелену үлгісінің бағытын жоғары, аспанға қарай бұруға себеп болады, соның салдарынан горизонталь бағытта аз қуат сәулеленеді, бұл жердегі байланыс үшін тиімсіз. Сонымен қатар, монополь элементінің тепе-теңдігі бұзылуы RF токтерін тіреу мачтасында және коаксиалды желінің жер экранының сыртында тудырады, бұл құрылымдар радиотолқындарды сәулелендіруіне әкеледі, әдетте бұл сәулелену үлгісіне кері әсер етеді. Мұны болдырмау үшін, құрылымдарға бекітілген тұрақты сымдар үшін, көбінесе үш немесе төрт таяқтан тұратын жасанды "жер жазықтығы" қолданылады, олар сымның негізінен горизонталь бағытта созылып, желіге қарама-қарсы жағына, толқын ұзындығының ширегіне тең ұзындықта қосылады. Бұл қысқа сым элементтері қозғалтқыш элементтен ығысу тогын қабылдап, беру желісінің жер өткізгішіне қайтарады, нәтижесінде антенна астында үздіксіз өткізгіш жазықтығы бар сияқты жұмыс істейді. Горизонталь жер сымдары бар ширек толқынды жер жазықтығы антеннасының сәулелену кедергісі шамамен 22 омды құрайды, бұл коаксиалды кабельдік желіге нашар сәйкес келеді, және сәулелену үлгісінің басты бөлігі әлі де аспанға қарай еңкейген. Көбінесе (суреттерді қараңыз) жер жазықтығының таяқтары 45 градус бұрышпен төмен қарай еңкейтіледі, бұл сәулелену үлгісінің басты бөлігін төмендетуге, қуаттың көбірек бөлігін горизонталь бағытта сәулелендіруге және стандартты 50 омдық коаксиалды кабельге жақсы сәйкес келу үшін кіріс кедергісін арттыруға әсер етеді. 75 омдық коаксиалды кабельге сәйкес келтіру үшін, жер жазықтығының ұштарын төмен қарай бұруға болады немесе бүктелген монопольді қозғалтқыш элементін қолдануға болады.
In a whip antenna not mounted on a conductive surface, such as one mounted on a mast, the lack of reflected radio waves from the ground plane causes the lobe of the radiation pattern to be tilted up toward the sky so less power is radiated in horizontal directions, undesirable for terrestrial communication. Also the unbalanced impedance of the monopole element causes RF currents in the supporting mast and on the outside of the ground shield conductor of the coaxial feedline, causing these structures to radiate radio waves, which usually has a deleterious effect on the radiation pattern. To prevent this, with stationary whips mounted on structures, an artificial "ground plane" consisting of three or four rods a quarter wavelength long connected to the opposite side of the feedline, extending horizontally from the base of the whip, is often used. These few short wire elements serve to receive the displacement current from the driven element and return it to the ground conductor of the transmission line, making the antenna behave somewhat as if it has a continuous conducting plane under it. The radiation resistance of a quarter wave ground plane antenna with horizontal ground wires is around 22 ohms, a poor match to coaxial cable feedline, and the main lobe of the radiation pattern is still tilted up toward the sky. Often (see pictures) the ground plane rods are sloped downward at a 45 degree angle, which has the effect of lowering the main lobe of the radiation pattern so more of the power is radiated in horizontal directions, and increases the input impedance for a good match to standard 50 ohm coaxial cable. To match 75 ohm coaxial cable, the ends of the ground plane can be turned downward or a folded monopole driven element can be used.
Көлік құралдарының антеннасына зақым келгені
Көлік құралдарындағы сым антенналар автоматты автокөлік жуу жабдықтарынан, әсіресе айналмалы щеткалармен көліктің сыртқы бетін абразивті түрде тазалайтын жабдықтардан зақымдануы мүмкін. Щеткалар көлік бетімен жанасу керек болғандықтан, олар сым антенналарды бүгіп немесе толығымен сындырып жіберуі мүмкін. Сондықтан, бұл антенналарды щеткалармен жанасуын болдырмау үшін алып тастау немесе қысқарту ұсынылады, немесе көлік иесі тек "бір тиіспейтін" (touchless) спрейлі автоматты автожуғыштан ғана пайдалануы керек.
Whip antennas on vehicles can be damaged by automatic car wash equipment, especially those that use spinning brushes to abrasively rub dirt off the exterior of the vehicle body. Because the brushes must make contact with the vehicle surface, they can bend or completely break off whip antennas. These antennas are generally recommended to be removed or retracted so that the brushes do not make contact, or the vehicle owner should only use a "touchless" spray jet automatic car wash.