Как собрать антенны для связи, телевидения, WI-FI своими руками

319 Pages·2011·6.479 MB·Russian

by  Массорин В.В.

А. П. Семьян
В. В. Массорин
Как собрать антенны
500 схем для
для связи,
радиолюбителей
Ратдеилосетваницдиеи ни итряа,н сWивi-еFрiы
своими руками
Наука и Техника,
СанктПетербург
2006
2011
Массорин В.В. Содержание
Как собрать антенны для связи, телевидения, Wi-Fi своими руками. — СПб.: Наука и
техника, 2011. — 320 с.: ил.
Глава 1. Что такое антенна ............................................ 7
ISBN 978-5-94387-832-9 1.1. Разновидности антенн ........................................... 7
1.2. Характеристики антенн .......................................... 7
1.3. Полоса пропускания антенны ................................... 8
Серия «Домашний мастер»
1.4. Поляризация .................................................... 9
Электроника прочно вошла в нашу жизнь. Широко распространяются бес- 1.5. Входное сопротивление ......................................... 11
проводные Wi-Fi сети доступа к Интернету, спутниковое телевидение и Интернет, 1.6. Коэффициент стоячей волны .................................... 12
мобильная связь. Без антенны не обходится ни одно из этих радиоэлектронных 1.7. Диаграмма направленности антенны ............................ 14
устройств, принимающих и передающих сигнал в эфир. Антенны очень разноо- 1.8. Коэффициент направленного действия ......................... 17
бразны. Разобраться в этом многообразии, правильно выбирать, устанавливать и 1.9. Коэффициент усиления антенны ................................ 18
использовать антенны поможет эта книга. Полезной будет глава с небольшим лик-
1.10. Коэффициент полезного действия антенны ..................... 22
безом по основам построения антенн, их характеристикам и принципу действия.
1.11. Шумовая температура антенны .................................. 23
Особое внимание уделено вопросам самостоятельного изготовления антенн.
Радость и от творчества, и от полученного результата благоприятно влияет на са- Глава 2. Антенны Wi-Fi своими руками ................................ 26
мооценку и настроение домашнего умельца и радиолюбителя.
2.1. Как работает сеть Wi-Fi .......................................... 26
Книга предназначена для широкого круга читателей, способных создавать
Стандарты Wi-Fi ................................................ 26
устройства своими руками.
Принцип работы ............................................... 30
Достоинства беспроводного Wi-Fi соединения ................ 30
Недостатки Wi-Fi соединения .................................. 30
Wi-Fi и RadioEthernet технологии .............................. 33
Способы создания беспроводной сети ........................ 34
Основные режимы работы .................................... 35
2.2. Особенности антенн для Wi-Fi соединения ...................... 40
Автор и издательство не несут ответственности за Можно ли обойтись без антенны? ............................. 40
возможный ущерб, причиненный в результате ис-
Немного теории антенн ........................................ 43
пользования материалов данной книги.
Основные характеристики направленных внешних антенн ... 45
Контактные телефоны издательства
2.3. Основные типы Wi-Fi антенн ..................................... 48
[phone], 412-70-26
Устройство штыревой антенны ................................ 49
[phone]
Разновидности внешних антенн по направленным свойствам .. 50
Официальный сайт: www.nit.com.ru
2.4. Всенаправленные Wi-Fi антенны ................................. 52
© Массорин В.В. Всенаправленная антенна Wi-Fi RN-12 OMNI ................... 52
ISBN 978-5-94387-832-9 © Наука и Техника (оригинал-макет), 2011 Всенаправленная антенна Wi-Fi D-Link ANT24-0800 ............ 53
2.5. Направленные антенны ......................................... 55
ООО «Наука и Техника». Направленная сегментно-параболическая антенна
198097, г. Санкт-Петербург, ул. Маршала Говорова, д. 29. Quantum Parabolic 17 .......................................... 57
Подписано в печать . Формат 60×88 1/16.
Сегментно-параболическая антенна Quantum Parabolic 27 .... 59
Бумага газетная. Печать офсетная. Объем 20 п. л.
Тираж 3000 экз. Заказ № . Облучатель для офсетных зеркал Quantum Offset 11 .......... 60
2.6. Панельные Wi-Fi антенны ........................................ 61
Отпечатано с готовых диапозитивов
Панельная антенна AntenaBOX ................................ 61
в ГП ПО «Псковская областная типография»
184004, г. Псков, ул. Ротная, 34 Панельная антенна Quantum Panel 18 ......................... 61
Массорин В.В. Содержание
Как собрать антенны для связи, телевидения, Wi-Fi своими руками. — СПб.: Наука и
техника, 2011. — 320 с.: ил.
Глава 1. Что такое антенна ............................................ 7
ISBN 978-5-94387-832-9 1.1. Разновидности антенн ........................................... 7
1.2. Характеристики антенн .......................................... 7
1.3. Полоса пропускания антенны ................................... 8
Серия «Домашний мастер»
1.4. Поляризация .................................................... 9
Электроника прочно вошла в нашу жизнь. Широко распространяются бес- 1.5. Входное сопротивление ......................................... 11
проводные Wi-Fi сети доступа к Интернету, спутниковое телевидение и Интернет, 1.6. Коэффициент стоячей волны .................................... 12
мобильная связь. Без антенны не обходится ни одно из этих радиоэлектронных 1.7. Диаграмма направленности антенны ............................ 14
устройств, принимающих и передающих сигнал в эфир. Антенны очень разноо- 1.8. Коэффициент направленного действия ......................... 17
бразны. Разобраться в этом многообразии, правильно выбирать, устанавливать и 1.9. Коэффициент усиления антенны ................................ 18
использовать антенны поможет эта книга. Полезной будет глава с небольшим лик-
1.10. Коэффициент полезного действия антенны ..................... 22
безом по основам построения антенн, их характеристикам и принципу действия.
1.11. Шумовая температура антенны .................................. 23
Особое внимание уделено вопросам самостоятельного изготовления антенн.
Радость и от творчества, и от полученного результата благоприятно влияет на са- Глава 2. Антенны Wi-Fi своими руками ................................ 26
мооценку и настроение домашнего умельца и радиолюбителя.
2.1. Как работает сеть Wi-Fi .......................................... 26
Книга предназначена для широкого круга читателей, способных создавать
Стандарты Wi-Fi ................................................ 26
устройства своими руками.
Принцип работы ............................................... 30
Достоинства беспроводного Wi-Fi соединения ................ 30
Недостатки Wi-Fi соединения .................................. 30
Wi-Fi и RadioEthernet технологии .............................. 33
Способы создания беспроводной сети ........................ 34
Основные режимы работы .................................... 35
2.2. Особенности антенн для Wi-Fi соединения ...................... 40
Автор и издательство не несут ответственности за Можно ли обойтись без антенны? ............................. 40
возможный ущерб, причиненный в результате ис-
Немного теории антенн ........................................ 43
пользования материалов данной книги.
Основные характеристики направленных внешних антенн ... 45
Контактные телефоны издательства
2.3. Основные типы Wi-Fi антенн ..................................... 48
[phone], 412-70-26
Устройство штыревой антенны ................................ 49
[phone]
Разновидности внешних антенн по направленным свойствам .. 50
Официальный сайт: www.nit.com.ru
2.4. Всенаправленные Wi-Fi антенны ................................. 52
© Массорин В.В. Всенаправленная антенна Wi-Fi RN-12 OMNI ................... 52
ISBN 978-5-94387-832-9 © Наука и Техника (оригинал-макет), 2011 Всенаправленная антенна Wi-Fi D-Link ANT24-0800 ............ 53
2.5. Направленные антенны ......................................... 55
ООО «Наука и Техника». Направленная сегментно-параболическая антенна
198097, г. Санкт-Петербург, ул. Маршала Говорова, д. 29. Quantum Parabolic 17 .......................................... 57
Подписано в печать . Формат 60×88 1/16.
Сегментно-параболическая антенна Quantum Parabolic 27 .... 59
Бумага газетная. Печать офсетная. Объем 20 п. л.
Тираж 3000 экз. Заказ № . Облучатель для офсетных зеркал Quantum Offset 11 .......... 60
2.6. Панельные Wi-Fi антенны ........................................ 61
Отпечатано с готовых диапозитивов
Панельная антенна AntenaBOX ................................ 61
в ГП ПО «Псковская областная типография»
184004, г. Псков, ул. Ротная, 34 Панельная антенна Quantum Panel 18 ......................... 61
2.7. Секторные Wi-Fi антенны ........................................ 62 Глава 3. Телеантенны своими руками ................................. 124
Секторная антенна RN-16-120 ................................. 62 3.1. Прием телевизионного сигнала ................................. 124
Антенна секторная RFE 2500/90/14 ............................ 63 Условия распространения радиоволн ......................... 124
2.8. Внешние Wi-Fi адаптеры USB .................................... 64 Что влияет на дальность реального телеприема. . . . . . . . . . . . . . . 127
TP-LINK TL-WN422G ............................................ 65 Обеспечение телевизионного приема с разных направлений . 128
D-Link DWA-120 ................................................ 66 Подключение нескольких антенн .............................. 131
2.9. Адаптеры PCMCI и PCI ........................................... 67 Обеспечение дальнего телевизионного приема ............... 132
Беспроводной PCI-адаптер D-Link DWA-520 ................... 68 Влияние затухания сигнала в фидере .......................... 135
2.10. Драйверы и ПО для Wi-Fi соединения для различных ОС ........ 69 О телевизинном кабеле ........................................ 138
2.11. Самостоятельно изготавливаем Wi-Fi антенны ................... 70 Распайка и соединение телевизионного кабеля ............... 141
Всенаправленная антенна «паук» для диапазона 2,4 ГГц ....... 73 Что нужно знать о гальванических парах ...................... 144
Банка для антенны Wi-Fi ....................................... 76 3.2. Частотные диапазоны в телевидении ............................ 147
Антенна для WiMAX и Wi-Fi ..................................... 78 3.3. Технические характеристики телеантенн ........................ 148
Компактная коллинеарная антенна Wi-Fi ...................... 82 Рабочий диапазон частот антенны ............................. 148
Антенна из пластиковой бутылки для минеральной воды ..... 85 Диаграмма направленности антенны .......................... 148
Эффективная и дальнобойная Коэффициент усиления антенны ............................... 150
панельная Wi-Fi антенна (Panel 24) ............................. 88 Коэффициент полезного действия ............................. 153
Антенна Wi-Fi 2,4 ГГц ........................................... 90 Входное сопротивление ....................................... 153
Штыревая антенна с параллельным рефлектором ............. 91 Ширина полосы пропускания ................................. 154
Спиральная антенна с рефлектором ........................... 92 Коэффициент направленного действия. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154
Антенна-банка с цилиндрическим волноводом Коэффициент защитного действия ............................ 154
для диапазона 2,4 ГГц 802.11b/Wi-Fi/WLAN ..................... 93 Коэффициент бегущей волны .................................. 155
2.12. Устройство фабричных антенн Wi-Fi, 3.4. Создаем телеантенну своими руками ............................ 156
которые можно изготовить самому .............................. 106 Комнатные антенны ........................................... 156
Антенна TP-Link TL-ANT2406A .................................. 106 Простые наружные телевизионные антенны
Антенна TP-Link TL-ANT2409A .................................. 107 метрового диапазона .......................................... 159
Антенна TP-Link TL-ANT2414A .................................. 109 Телеантенны для приема на границе зоны прямой видимости и
Антенна D-Link DWL-R60AT ..................................... 110 зоне полутени ................................................. 166
Wi-Fi антенна YAGI (волновой канал) ........................... 112 Антенны типа «волновой канал» ............................... 169
2.13. Грозозащита Wi-Fi антенн ........................................ 113 Антенны дециметрового диапазона ........................... 176
Основное о грозозащите ...................................... 113 3.5. Установка и настройка телеантенны ............................. 180
Установка грозозащиты ........................................ 113 Выбор места установки ........................................ 180
Может ли сгореть грозозащита? ............................... 115 Установка телеантенны ........................................ 181
Если сеть перестала работать после установки грозозащиты .. 115 Выбор направления антенны .................................. 184
Модуль защиты от грозовых разрядов LA-2.4G/GT ............. 116 Кабели снижения .............................................. 184
Грозозащита Senao/EnGenius LP17 ............................. 117 Как защитить телеантенну от удара молнии ................... 186
Модуль грозозащиты Tp-link TL-ANT24SP ...................... 118 3.7. Разводка кабеля внутри дома или дачи .......................... 192
Грозозащита mcWit 100 ........................................ 119 Схемы домашней телевизионной сети ......................... 192
Грозозащита для NanoStation Light version .................... 121 Как правильно разделать кабель .............................. 193
Антенная грозозащита «Bester Thunder Defence 2400» ......... 122 Радиолюбительские самоделки ................................ 194
2.7. Секторные Wi-Fi антенны ........................................ 62 Глава 3. Телеантенны своими руками ................................. 124
Секторная антенна RN-16-120 ................................. 62 3.1. Прием телевизионного сигнала ................................. 124
Антенна секторная RFE 2500/90/14 ............................ 63 Условия распространения радиоволн ......................... 124
2.8. Внешние Wi-Fi адаптеры USB .................................... 64 Что влияет на дальность реального телеприема. . . . . . . . . . . . . . . 127
TP-LINK TL-WN422G ............................................ 65 Обеспечение телевизионного приема с разных направлений . 128
D-Link DWA-120 ................................................ 66 Подключение нескольких антенн .............................. 131
2.9. Адаптеры PCMCI и PCI ........................................... 67 Обеспечение дальнего телевизионного приема ............... 132
Беспроводной PCI-адаптер D-Link DWA-520 ................... 68 Влияние затухания сигнала в фидере .......................... 135
2.10. Драйверы и ПО для Wi-Fi соединения для различных ОС ........ 69 О телевизинном кабеле ........................................ 138
2.11. Самостоятельно изготавливаем Wi-Fi антенны ................... 70 Распайка и соединение телевизионного кабеля ............... 141
Всенаправленная антенна «паук» для диапазона 2,4 ГГц ....... 73 Что нужно знать о гальванических парах ...................... 144
Банка для антенны Wi-Fi ....................................... 76 3.2. Частотные диапазоны в телевидении ............................ 147
Антенна для WiMAX и Wi-Fi ..................................... 78 3.3. Технические характеристики телеантенн ........................ 148
Компактная коллинеарная антенна Wi-Fi ...................... 82 Рабочий диапазон частот антенны ............................. 148
Антенна из пластиковой бутылки для минеральной воды ..... 85 Диаграмма направленности антенны .......................... 148
Эффективная и дальнобойная Коэффициент усиления антенны ............................... 150
панельная Wi-Fi антенна (Panel 24) ............................. 88 Коэффициент полезного действия ............................. 153
Антенна Wi-Fi 2,4 ГГц ........................................... 90 Входное сопротивление ....................................... 153
Штыревая антенна с параллельным рефлектором ............. 91 Ширина полосы пропускания ................................. 154
Спиральная антенна с рефлектором ........................... 92 Коэффициент направленного действия. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154
Антенна-банка с цилиндрическим волноводом Коэффициент защитного действия ............................ 154
для диапазона 2,4 ГГц 802.11b/Wi-Fi/WLAN ..................... 93 Коэффициент бегущей волны .................................. 155
2.12. Устройство фабричных антенн Wi-Fi, 3.4. Создаем телеантенну своими руками ............................ 156
которые можно изготовить самому .............................. 106 Комнатные антенны ........................................... 156
Антенна TP-Link TL-ANT2406A .................................. 106 Простые наружные телевизионные антенны
Антенна TP-Link TL-ANT2409A .................................. 107 метрового диапазона .......................................... 159
Антенна TP-Link TL-ANT2414A .................................. 109 Телеантенны для приема на границе зоны прямой видимости и
Антенна D-Link DWL-R60AT ..................................... 110 зоне полутени ................................................. 166
Wi-Fi антенна YAGI (волновой канал) ........................... 112 Антенны типа «волновой канал» ............................... 169
2.13. Грозозащита Wi-Fi антенн ........................................ 113 Антенны дециметрового диапазона ........................... 176
Основное о грозозащите ...................................... 113 3.5. Установка и настройка телеантенны ............................. 180
Установка грозозащиты ........................................ 113 Выбор места установки ........................................ 180
Может ли сгореть грозозащита? ............................... 115 Установка телеантенны ........................................ 181
Если сеть перестала работать после установки грозозащиты .. 115 Выбор направления антенны .................................. 184
Модуль защиты от грозовых разрядов LA-2.4G/GT ............. 116 Кабели снижения .............................................. 184
Грозозащита Senao/EnGenius LP17 ............................. 117 Как защитить телеантенну от удара молнии ................... 186
Модуль грозозащиты Tp-link TL-ANT24SP ...................... 118 3.7. Разводка кабеля внутри дома или дачи .......................... 192
Грозозащита mcWit 100 ........................................ 119 Схемы домашней телевизионной сети ......................... 192
Грозозащита для NanoStation Light version .................... 121 Как правильно разделать кабель .............................. 193
Антенная грозозащита «Bester Thunder Defence 2400» ......... 122 Радиолюбительские самоделки ................................ 194
Глава 4. Устанавливаем и настраиваем спутниковые антенны Глава 1
своими руками ............................................... 201
4.1. Что такое спутниковое телевидение ............................. 201
4.2. Геостационарная орбита ........................................ 204 ЧТо ТАКое АнТеннА
4.3. Положение и работа спутника на орбите ........................ 208
Транспондеры ................................................. 209
4.4. Зоны покрытия .................................................. 212
4.5. Устройство и схемотехника приемного комплекта .............. 215
Отражатели антенн для спутникового телеприема ............ 217
СВЧ тракт спутниковой антенны ............................... 222
Облучатель .................................................... 226
1.1. Разновидности антенн
Поляризатор и деполяризатор ................................ 231
Конвертер ..................................................... 240
Подвески спутниковых антенн ................................. 247
Кабель для спутникового телевидения ........................ 251
определение.
4.6. Приборы для наведения спутниковой антенны ................. 259
Антенна — устройство для излучения и приема радио-
Openbox SF-30 ................................................. 260
Satfinder (стрелочный) ......................................... 261 волн, она является конвертером электрического тока
Цифровой Satfinder ............................................ 263 радиочастотного диапазона в электромагнитное излу-
Satfinder SF-3000 ............................................... 264
чение, и наоборот.
4.7. Выбор места установки и направления антенны. . . . . . . . . . . . . . . . . 265
Шпаргалка по наведению антенны на выбранный спутник .... 274
4.8. Основные этапы установки спутниковой антенны ............... 281 Форма, размеры и конструкция антенн разнообразны и за-
Покупаем спутниковую антенну ............................... 281 висят от длины излучаемых или принимаемых волн и назначе-
Сборка антенны ............................................... 285
ния антенны. Применяются антенны в виде отрезка металли-
Крепление кронштейна ........................................ 285
Установка антенны на кронштейн ............................. 291 ческого провода, комбинаций из таких отрезков, металличе-
Протяжка кабеля .............................................. 291 ских рупоров, отражающих металлических зеркал различной
Наведение антенны на спутник ................................ 293 конфигурации, волноводов с металлическими стенками, в ко-
4.9. Прием сигнала нескольких спутников на поворотную антенну .. 294
торых вырезаны щели и многие другие.
Актуатор, позиционер и полярная подвеска. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 296
Мотоподвес и полярная подвеска ............................. 300
4.10. Прием сигнала нескольких спутников на неподвижную антенну 304
Принцип действия мультифида ................................ 305
Достоинства и недостатки мультифида ........................ 306 1.2. Характеристики антенн
Методы формирования мультифида ........................... 306
Подготовка, установка и настройка мультифида ............... 307
Практический пример настройки мультифида ................ 309 Каждая антенна как пассивное линейное устройство может
Питание конвертеров в мультифиде ........................... 311
работать:
Список литературы .................................................... 318 Š в режиме передачи;
Список ресурсов Интернет ............................................ 318
Š в режиме приема.
Глава 4. Устанавливаем и настраиваем спутниковые антенны Глава 1
своими руками ............................................... 201
4.1. Что такое спутниковое телевидение ............................. 201
4.2. Геостационарная орбита ........................................ 204 ЧТо ТАКое АнТеннА
4.3. Положение и работа спутника на орбите ........................ 208
Транспондеры ................................................. 209
4.4. Зоны покрытия .................................................. 212
4.5. Устройство и схемотехника приемного комплекта .............. 215
Отражатели антенн для спутникового телеприема ............ 217
СВЧ тракт спутниковой антенны ............................... 222
Облучатель .................................................... 226
1.1. Разновидности антенн
Поляризатор и деполяризатор ................................ 231
Конвертер ..................................................... 240
Подвески спутниковых антенн ................................. 247
Кабель для спутникового телевидения ........................ 251
определение.
4.6. Приборы для наведения спутниковой антенны ................. 259
Антенна — устройство для излучения и приема радио-
Openbox SF-30 ................................................. 260
Satfinder (стрелочный) ......................................... 261 волн, она является конвертером электрического тока
Цифровой Satfinder ............................................ 263 радиочастотного диапазона в электромагнитное излу-
Satfinder SF-3000 ............................................... 264
чение, и наоборот.
4.7. Выбор места установки и направления антенны. . . . . . . . . . . . . . . . . 265
Шпаргалка по наведению антенны на выбранный спутник .... 274
4.8. Основные этапы установки спутниковой антенны ............... 281 Форма, размеры и конструкция антенн разнообразны и за-
Покупаем спутниковую антенну ............................... 281 висят от длины излучаемых или принимаемых волн и назначе-
Сборка антенны ............................................... 285
ния антенны. Применяются антенны в виде отрезка металли-
Крепление кронштейна ........................................ 285
Установка антенны на кронштейн ............................. 291 ческого провода, комбинаций из таких отрезков, металличе-
Протяжка кабеля .............................................. 291 ских рупоров, отражающих металлических зеркал различной
Наведение антенны на спутник ................................ 293 конфигурации, волноводов с металлическими стенками, в ко-
4.9. Прием сигнала нескольких спутников на поворотную антенну .. 294
торых вырезаны щели и многие другие.
Актуатор, позиционер и полярная подвеска. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 296
Мотоподвес и полярная подвеска ............................. 300
4.10. Прием сигнала нескольких спутников на неподвижную антенну 304
Принцип действия мультифида ................................ 305
Достоинства и недостатки мультифида ........................ 306 1.2. Характеристики антенн
Методы формирования мультифида ........................... 306
Подготовка, установка и настройка мультифида ............... 307
Практический пример настройки мультифида ................ 309 Каждая антенна как пассивное линейное устройство может
Питание конвертеров в мультифиде ........................... 311
работать:
Список литературы .................................................... 318 Š в режиме передачи;
Список ресурсов Интернет ............................................ 318
Š в режиме приема.
8 Как собрать антенны для связи, телевидения, Wi-Fi своими руками Глава 1. Что такое антенна 9
В обоих режимах антенна характеризуется направлен- Ширина полосы (рис. 1.1)
Максимальное значение
ными, поляризационными, фазовыми свойствами и входным обычно определяется как разность
сопротивлением. верхней и нижней граничных ча-
К основным характеристикам и параметрам, описываю- стот участка АЧХ, на котором ам- −3 дБ
Ш ирина
щим эти свойства, относятся: плитуда колебаний от максималь- полосы
Š полоса пропускания; ной снижается в корень из двух раз
Š поляризация; или мощность снижается в 2 раза. f1 fc f2
Š входное сопротивление; Этот уровень приблизительно со- Рис. 1.1. АЧХ антенны
Š коэффициент стоячей волны (КСВ); ответствует –3 дБ.
Š диаграмма направленности (ДН); Ширина полосы пропускания выражается в единицах ча-
Š коэффициент направленного действия (КНД); стоты (например, в герцах).
Š коэффициент усиления антенны (КУ); Неравномерность АЧХ характеризует степень ее отклоне-
Š фазовая диаграмма антенны (ФД); ния от прямой, параллельной оси частот. Неравномерность
Š коэффициент полезного действия антенны (КПД); АЧХ выражается в децибелах.
Š шумовая температура антенны (Т ).
А
Примечание.
Ослабление неравномерности АЧХ в полосе улучшает
воспроизведение формы передаваемого сигнала.
1.3. Полоса пропускания антенны
определение.
Полоса пропускания — диапазон частот, в пределах 1.4. Поляризация
которого амплитудно-частотная характеристика
(АЧХ) антенны достаточно равномерна для того, чтобы
обеспечить передачу сигнала без существенного искаже- определение.
ния его формы. Поляризация для электромагнитных волн — это явле-
ние направленного колебания векторов напряженности
Это диапазон частот, при которых антенна работает эф- электрического поля E или напряженности магнитного
фективно, обычно окрестность центральной (резонансной) поля H.
частоты. Зависит от типа антенны, ее геометрии.
Основные параметры, которые характеризуют полосу про- Электромагнитное поле характеризуется вектором напря-
пускания частот — это ширина полосы пропускания и нерав- женности электрического поля E и вектором магнитной ин-
номерность АЧХ в пределах полосы. дукции H, каждый из которых в любой точке пространства
имеет определенную величину и направление.
8 Как собрать антенны для связи, телевидения, Wi-Fi своими руками Глава 1. Что такое антенна 9
В обоих режимах антенна характеризуется направлен- Ширина полосы (рис. 1.1)
Максимальное значение
ными, поляризационными, фазовыми свойствами и входным обычно определяется как разность
сопротивлением. верхней и нижней граничных ча-
К основным характеристикам и параметрам, описываю- стот участка АЧХ, на котором ам- −3 дБ
Ш ирина
щим эти свойства, относятся: плитуда колебаний от максималь- полосы
Š полоса пропускания; ной снижается в корень из двух раз
Š поляризация; или мощность снижается в 2 раза. f1 fc f2
Š входное сопротивление; Этот уровень приблизительно со- Рис. 1.1. АЧХ антенны
Š коэффициент стоячей волны (КСВ); ответствует –3 дБ.
Š диаграмма направленности (ДН); Ширина полосы пропускания выражается в единицах ча-
Š коэффициент направленного действия (КНД); стоты (например, в герцах).
Š коэффициент усиления антенны (КУ); Неравномерность АЧХ характеризует степень ее отклоне-
Š фазовая диаграмма антенны (ФД); ния от прямой, параллельной оси частот. Неравномерность
Š коэффициент полезного действия антенны (КПД); АЧХ выражается в децибелах.
Š шумовая температура антенны (Т ).
А
Примечание.
Ослабление неравномерности АЧХ в полосе улучшает
воспроизведение формы передаваемого сигнала.
1.3. Полоса пропускания антенны
определение.
Полоса пропускания — диапазон частот, в пределах 1.4. Поляризация
которого амплитудно-частотная характеристика
(АЧХ) антенны достаточно равномерна для того, чтобы
обеспечить передачу сигнала без существенного искаже- определение.
ния его формы. Поляризация для электромагнитных волн — это явле-
ние направленного колебания векторов напряженности
Это диапазон частот, при которых антенна работает эф- электрического поля E или напряженности магнитного
фективно, обычно окрестность центральной (резонансной) поля H.
частоты. Зависит от типа антенны, ее геометрии.
Основные параметры, которые характеризуют полосу про- Электромагнитное поле характеризуется вектором напря-
пускания частот — это ширина полосы пропускания и нерав- женности электрического поля E и вектором магнитной ин-
номерность АЧХ в пределах полосы. дукции H, каждый из которых в любой точке пространства
имеет определенную величину и направление.
10 Как собрать антенны для связи, телевидения, Wi-Fi своими руками Глава 1. Что такое антенна 11
1.5. Входное сопротивление
Поляризация электромагнитной волны является ее
пространственно-временной характеристикой и определяется
видом траектории, описываемой концом вектора электриче- Антенна является источником сигнала, который харак-
ского поля Е в фиксированной точке пространства. теризуется электродвижущей силой (ЭДС) и внутренним со-
противлением, которое называется входным сопротивлением
Примечание. антенны.
На антеннах с поляризацией есть указатель в виде
стрелки на задней стороне, который и определяет необ- определение.
ходимую поляризацию. Входное сопротивление антенны — это величина,
которая определяется отношением направления на
На рис. 1.2 схематически изображена электромагнитная зажимах антенны к току на входе фидера.
волна с векторами E и H, распространяющаяся в положитель-
ном направлении оси х. Электрическое и магнитное поля изо- Величину входного сопротивления антенны необходимо
бражены в момент t = 0 для случая плоской электромагнитной знать для того, чтобы правильно согласовать антенну с ка-
волны, распространяющейся в направлении x со скоростью c. белем и приемником (передатчиком): только при этом усло-
Электрическое и магнитное поля тесно взаимосвязаны: они вии на вход поступает наибольшая мощность. При правиль-
представляют собой компоненты единого электромагнитного ном согласовании входное сопротивление антенны должно
поля, поскольку переходят друг в друга. равняться входному сопротивлению кабеля, которое, в свою
Говорят, что векторное поле линейно (плоско) поляризо- очередь, должно быть равно входному сопротивлению прием-
вано, если направление вектора остается всюду фиксирован- ника (передатчика).
ным, а его длина периодически изменяется. Если вектор вра- Немного физики... Считается, что входное сопротивление
щается, но длина его не меняется, то говорят, что поле имеет антенны представляет собой последовательно соединенные
круговую поляризацию. Если же длина вектора периодически реактивное и активное сопротивления. Но в антенне или в
изменяется, а сам он вращается, то поле называется эллипти- фидере нет реального резистора, конденсатора или катушки
чески поляризованным. индуктивности. Все это только результат расчета эквивалент-
ных им сопротивлений антенной цепи.
Входное сопротивление (импеданс) антенны редко когда
бывает равный волновому сопротивлению фидерной линии.
C
E Для согласования применяют согласующие устройства.
Для уменьшения потери мощности антенну необходимо
X
BH C настроить в резонанс с частотой принимаемых каналов. В
случае если антенна работает в широком диапазоне ТВ кана-
лов, ее следует настраивать на среднюю частоту диапазона.
Рис. 1.2. Структура электромагнитной волны Практически настройка сводится к подбору геометрических