Napájení antény - Antenna feed

Rádiový vysílač nebo přijímač je připojen k anténě, která vysílá nebo přijímá rádiové vlny . Anténní napáječ systém nebo anténní napáječ je kabel nebo vodič, a další související zařízení, které spojuje vysílač nebo přijímač s anténou a činí dvě zařízení kompatibilní. V rádiovém vysílači vysílač generuje střídavý proud o rádiové frekvenci a napájecí systém dodává proud do antény, která převádí energii v proudu na rádiové vlny. V rádiovém přijímači příchozí rádiové vlny budí malé střídavé proudy v anténě a napájecí systém dodává tento proud do přijímače, který zpracovává signál.

Pro efektivní přenos vysokofrekvenčního proudu musí být napájecí linka spojující vysílač nebo přijímač s anténou speciální typ kabelu nazývaného přenosová linka . Na mikrovlnných frekvencích se často používá vlnovod , což je duté kovové potrubí nesoucí rádiové vlny. V parabolické (parabolické) anténě je napájení obvykle definováno také tak, aby zahrnovalo napájecí anténu ( napájecí roh ), která vyzařuje nebo přijímá rádiové vlny. Zejména ve vysílačích je napájecí systém kritickou složkou, jejíž impedance odpovídá anténě, napájecí lince a vysílači. Za tímto účelem může napájecí systém také zahrnovat obvody zvané anténní tuningové jednotky nebo odpovídající sítě mezi anténou a napájecím vedením a napájecím vedením a vysílačem. Na anténě je napájecím bodem bod na poháněném prvku antény, ve kterém je připojena napájecí šňůra.

Součásti

Ve vysílači je napájení antény považováno za všechny součásti mezi koncovým zesilovačem vysílače a napájecí anténou. V přijímači jsou to všechny komponenty mezi anténou a vstupními svorkami přijímače. V některých případech, jako jsou parabolické talíře, je rovněž definováno zahrnutí napájecí antény nebo napájecího klaksonu .

V některých rádia je anténa připojena přímo k vysílači nebo přijímači, jako například na bič antény namontované na Vysílačky a přenosná FM rádia , objímky dipólové antény z bezdrátových směrovačů , a PIFA antény uvnitř mobilní telefony. V tomto případě se napájecí systém skládá pouze z obvodu pro přizpůsobení impedance (je-li potřeba) mezi anténou a vysílačem nebo přijímačem, který odpovídá impedanci antény rádiu.

V ostatních případech je anténa je umístěna odděleně od vysílače nebo přijímače, jako je vysílání televizních antén a satelitních antén namontované na střechách bydliště, je anténa sektor na mobilních sítí z buněčných základnových stanic , rotujících radarové antény na letištích, a anténa věže rozhlasových a televizních stanic . V tomto případě je anténa připojena k vysílači nebo přijímači kabelem nazývaným napájecí vedení . Aby bylo možné efektivně přenášet vysokofrekvenční (RF) proud, je napájecí vedení vyrobeno ze speciálního kabelu zvaného přenosové vedení . Výhodou přenosového vedení je, že má jednotnou charakteristickou impedanci, aby se zabránilo náhlým krokům impedance, které způsobí, že se rádiová energie odráží zpět dolů po lince. Hlavními typy přenosového vedení jsou paralelní drátové vedení ( Twin lead ), koaxiální kabel a pro mikrovlnné vlnovody .

Impedanční shoda

Zejména u vysílací antény je přívod antény kritickou součástí, kterou je třeba upravit, aby fungovala kompatibilně s anténou a vysílačem. Výstupní svorky vysílače, přenosové vedení a anténa mají specifickou charakteristickou impedanci , což je poměr napětí k proudu na svorkách zařízení. Pro přenos maximálního výkonu mezi vysílačem a anténou musí být vysílač a napájecí vedení přizpůsobeny impedanci antény. To znamená, že vysílač a anténa musí mít stejný odpor a stejnou, ale opačnou reaktanci . Napájecí vedení musí také odpovídat impedanci vysílače. Pokud je tato podmínka splněna, anténa absorbuje veškerou energii dodávanou napájecím vedením. Pokud se impedance na obou koncích linky neshodují, způsobí to stav zvaný „ stojaté vlny “ (vysoká VSWR ) na napájecí lince, ve kterém část vysokofrekvenčního výkonu není vyzařována anténou, ale je odrážena zpět k vysílač, plýtvání energií a možné přehřátí vysílače. Většina vysílačů má standardní výstupní impedanci 50 ohmů , navrženou pro napájení 50 ohmového koaxiálního kabelu

Vysílač je spojen s napájecím vedením pomocí zařízení nazývaného anténní tuner , jednotka pro ladění antény nebo odpovídající síť , což může být obvod ve vysílači nebo samostatná část zařízení připojená mezi vysílačem a napájecím vedením. Mezi anténou a napájecím vedením může existovat další odpovídající síť, která přizpůsobí napájecí vedení anténě. U spotřebitelských bezdrátových zařízení, která pracují na pevných frekvencích, není odpovídající síť nastavitelná a je uzavřena v pouzdře zařízení. U velkých vysílačů, jako jsou vysílací stanice a vysílače, které mohou pracovat na různých frekvencích, jako jsou krátkovlnné stanice, je anténní tuner nastavitelný. Změny frekvence vysílače nebo úpravy výstupního stupně vysílače nebo antény obvykle mění impedanci, takže po provedení jakékoli práce na vysílači nebo anténě musí být zkontrolováno SWR a upravena odpovídající síť. Chcete-li upravit odpovídající síť, míra nesouladu mezi napájecím vedením a anténou se měří přístrojem zvaným SWR metr (měřič poměru stojatých vln), který měří poměr stojatých vln (SWR) na lince: poměr sousedního maxima a minimální napětí nebo proud na lince. Poměr 1: 1 označuje shodu impedance, což znamená, že zátěž je zcela odporová, takže veškerá energie je absorbována a žádná se neodráží. Vyšší poměr znamená nesoulad a odraženou sílu. Odpovídající síť se upravuje, dokud SWR nedosáhne přijatelného limitu.

Vzhledem k tomu, že ve vysílači odpovídajícím impedanci je odpor zdroje vysílače roven odporu zátěže antény a oba jsou zapojeny do série v napájecím vedení a spotřebovávají stejnou energii, maximální výkon, který lze anténě dodat, je 50% výstupního výkonu vysílače ; dalších 50% se rozptýlí jako teplo v odporu výstupního stupně vysílače.

V rádiových přijímačích způsobuje nesoulad impedance s anténou podobné snížení energie signálu z antény dosahující přijímače. Při nižších frekvencích pod 40 MHz to však není takový problém, protože dno tepelného šumu v přijímačích je hluboko pod atmosférickým šumem , takže slabý signál z antény lze v přijímači jednoduše zesílit, aby se vyrovnala ztráta energie z jakéhokoli nesouladu, bez znečištění hlukem.

Vyvážené a nevyvážené krmivo

Přenosové vedení a jeho připojené součásti lze klasifikovat jako vyvážené, přičemž obě strany vedení mají stejnou impedanci vůči zemi, například dipólové antény a paralelní vodiče , nebo nevyvážené, kdy je jedna strana vedení připojena k zemi , například monopolní antény a koaxiální kabel . Pro připojení vyvážených a nevyvážených komponent se používá dvouportové zařízení zvané balun . Balun je odpovídající síť, obvykle transformátor , který spojuje vyvážené a nevyvážené komponenty přenosového vedení. Například pro napájení dipólové antény z nevyváženého napájecího vedení, jako je koaxiální kabel, je napájecí vedení připojeno k anténě přes balun . Bez balunu budou na vnější straně stínění koaxiálního kabelu proudovat, což způsobí, že stínění bude fungovat jako anténa.

Ostatní složky krmiva

Komplikovaný přívod antény vlnovodu pro typický vojenský radar .

Složitější kanály mohou mít kromě feedline a odpovídajících sítí i další komponenty:

Přijímací anténa s dlouhým napájecím vedením může mít na anténě zesilovač , který se nazývá nízkošumový zesilovač (LNA), který zvyšuje výkon slabých rádiových signálů, aby kompenzoval útlum v napájecím vedení.

Na mikrovlnných frekvencích mají běžné typy přenosových vedení nadměrné ztráty energie, takže pro nízké ztráty musí být mikrovlny přenášeny vlnovodem , dutou kovovou trubkou, která vede rádiové vlny. Kvůli vysokým nákladům a požadavkům na údržbu se vyhneme dlouhým vlnovodovým chodům a parabolické antény používané na mikrovlnných frekvencích mají často RF přední konec přijímače nebo části vysílače umístěné na anténě. Například u satelitních antén je feedhorn na parabole, která sbírá mikrovlnné trouby, připojen k obvodu zvanému nízkošumový blokový downconverter (LNB nebo LNC), který převádí vysokou mikrovlnnou frekvenci na nižší střední frekvenci , takže ji lze přenášet do budovu pomocí levnějšího koaxiálního kabelového vedení.

Radarové a satelitní komunikační antény mohou zpracovávat rádiové vlny s více frekvencemi a polarizacemi a mohou být použity jako vysílací i přijímací antény, takže napájecí systém přenáší rádiové signály pohybující se v obou směrech. Proto mají tyto antény často komplikovanější kanály, které obsahují specializované komponenty jako

směrové vazební členy , které spojují rádiové vlny pohybující se v jednom směru, ale nikoli v druhém, aby oddělily přijímaný signál od vysílaného signálu
polarizátory, které procházejí rádiovými vlnami jedné polarizace
orthomodové převodníky, které kombinují nebo oddělují rádiové signály různých polarizací
diplexery, které kombinují nebo oddělují dvě různé frekvence
fázové posunovače , které mění fázi rádiových vln
vlnovodové spínače
vlnovodové rotační klouby

Anténní soustava nebo anténní soustava se skládá z více antén, které jsou spojeny do jednoho vysílači nebo přijímači, které pracují společně pro emitování nebo přijímat rádiové vlny. Napájecí systémy anténních soustav jsou pochopitelně složitější než jednotlivé antény. Napájecí síť musí rovnoměrně rozdělit výkon vysílače mezi antény. K vysílání rovinné vlny musí být jednotlivým anténám (prvkům) vysílacího pole dodáván proud se specifickým fázovým vztahem. Podobně jako u přijímacích polí může být nutné fázové posunutí proudů z každého prvku tak, aby se v přijímači kombinovaly ve fázi. To může vyžadovat sítě s fázovým posunem u každého prvku. Ve fázovaných anténních soustavách, což je typ anténní soustavy, ve které lze paprsek elektronicky řídit do různých směrů, je každý anténní prvek napájen proudem prostřednictvím programovatelného fázového posunu, který je řízen počítačem.

Viz také

Reference

Tento článek o bezdrátové technologii je útržek . Wikipedii můžete pomoci rozšířením .

Tento článek týkající se amatérského rádia je útržek . Wikipedii můžete pomoci rozšířením .

Languages

In other projects