Коллинеарная антенна

Телевизионные цифровые антенны

Спутниковое телевидение Триколор ТВ Ярославль Установка Продажа Настройка Обслуживание

НТВ Плюс Телекарта МТС ТВ

Коллинеарная антенна

Коллинеарные антенны обычно используются в качестве вертикальных антенн, обеспечивающих усиление в горизонтальной плоскости для обеспечения наилучшего кругового покрытия. Коллинеарная антенна — это форма антенны, которая обычно является вертикальной и состоит из ряда антенных элементов, часто диполей, установленных таким образом, что они находятся на общей оси — отсюда и название коллинеарная или коллинеарная.

На самом деле коллинеарная антенна — это антенна, в которой два или более элемента расположены на одной оси, и в некоторых случаях даже такие антенны, как 5/8 или полуволновые вертикальные антенны, могут считаться коллинеарными, хотя этот термин обычно используется для антенны, в которых ряд определенных элементов расположены на одной оси. Отдельные антенные элементы коллинеара питаются таким образом, что достигается диаграмма направленности. Обычно все элементы питаются так, что каждый элемент антенны излучает сигнал одной и той же фазы, и в результате максимальное излучение находится под прямым углом к оси антенны.

Поскольку антенна способна обеспечивать хорошую диаграмму направленности, ее часто используют для широковещательных передач или для двухточечной антенны радиосвязи, поскольку она способна обеспечить всестороннее покрытие и с основным лучом, параллельным поверхности земли, чтобы получить оптимальное покрытие. Обнаружено, что меньше сигнала излучается вверх, где он бесполезен. В некоторых случаях основной луч может быть направлен немного вниз, чтобы обеспечить локальное покрытие. Это может быть особенно важно для некоторых радиовещательных станций, антенны которых могут быть установлены высоко на вышке.

Типы коллинеарных антенн

Существует несколько способов реализации коллинеарных антенн. основная концепция коллинеарности может быть реализована различными способами в зависимости от того, что требуется. Независимо от типа коллинеара, все они следуют одной и той же базовой концепции: излучающие элементы на одной оси подают соответствующий фазовый сигнал для получения требуемого.

Основные типы коллинеарных антенн подробно описаны ниже:

Коллинеарная дипольная решетка: один из самых простых способов создания коллинеарной решетки — это размещение вертикальных дипольных элементов друг над другом. В коллинеарной антенне этого типа элементы питаются по отдельным фидерным линиям, но необходимо соблюдать осторожность при сокращении их длины, чтобы обеспечить требуемую фазировку для каждого диполя. Хотя коллинеар чаще всего используется в качестве вертикальной антенны, это не всегда так - можно создать горизонтальные дипольные коллинеары, в которых используется несколько излучающих элементов половинной длины волны. Он излучает аналогично стандартному горизонтальному диполю, но с гораздо более узкой шириной луча.
Коаксиальная коллинеарная антенна: Коаксиальная коллинеарная антенна представляет собой удобную форму антенны, которую можно изготовить с использованием коаксиальных фидерных линий. Для этого типа антенны отдельные излучатели имеют центральный проводник одного элемента, электрически соединенного с экраном того, что находится выше, и так далее, если требуется столько элементов. Верхний элемент в стеке представляет собой четвертьволновый излучатель, подключенный непосредственно к центральному проводнику элемента под ним. Коллинеарная антенна этого типа часто размещается в трубке из стекловолокна, которая обеспечивает как поддержку, так и структуру антенны, а также защиту от окружающей среды. Эти типы антенн часто изготавливаются с использованием коаксиального кабеля и поэтому очень важно следить за тем, чтобы в кабель не попадала влага, иначе вырастут потери и потеряется коэффициент усиления антенны и производительность может даже стать хуже, чем у простой антенны. без выигрыша.
Коллинеарная полуволновая несимметричная антенна: в этом типе коллинеарной антенной решетки используются полуволновые несимметричные элементы с фазирующими катушками между каждой последовательной парой элементов для достижения необходимого фазового сдвига. Этот подход может быть менее эффективным, чем другие типы коллинеаров, потому что катушки, используемые для фазирования, вносят потери. Однако для антенн этого типа не требуется внешняя защитная и поддерживающая трубка, необходимая для большинства коаксиальных коллинеаров. Этот тип коллинеара обычно используется только в радиолюбительских приложениях. Есть много других типов антенн, которые попадают в категорию коллинеарных, но упомянутые выше являются основными типами. Они будут называться коллинеарными в описании или спецификации антенны.

Основы коллинеарной антенны

Коллинеарная антенна чаще всего встречается в наши дни как вертикальная антенна с несколькими элементами, расположенными друг над другом. Однако его также можно использовать в качестве горизонтальной антенны — в широком смысле его можно рассматривать как направленную форму диполя. Основная идея заключается в том, что сигнал поступает на несколько антенных элементов, расположенных вдоль одной оси. необходимо соблюдать осторожность, чтобы обеспечить правильную фазировку, и это обычно устроено так, что все элементы возбуждаются в одной и той же фазе.

При синфазном питании всех излучающих элементов (обычно диполей и т. д.) волновые фронты, удаляющиеся от элементов антенны, будут объединяться и конструктивно усиливать друг друга под прямым углом к оси элементов. Поскольку антенны обычно запитываются в фазе на коллинеаре, это будет означать, что все линии питания к отдельным элементам имеют одинаковую длину. Поскольку все сигналы передаются от отдельных антенных элементов в одной и той же фазе, они будут конструктивно объединяться, когда волновой фронт уходит от антенны в направлении, перпендикулярном оси антенны. Будет обнаружено, что по мере добавления дополнительных элементов проблемы с боковыми лепестками начнут расти, но обычно они не являются проблемой для основных типов применения этих антенн.

Коллинеарное усиление

Коэффициент усиления коллинеарной антенны зависит от многих факторов, но основным из них является количество элементов внутри антенны. Можно рассчитать максимально возможное усиление для коллинеарных фазированных антенн для различного количества элементов.

КОЛЛИНЕАРНОЕ УСИЛЕНИЕ ПРОТИВ ЭЛЕМЕНТОВ
Количество элементов	Максимальное теоритическое усиление (ДБ)
2	1,9
3	3,2
4	4,3

Примечание: коллинеарные фазированные антенны с более чем четырьмя элементами обычно не проектируются и не изготавливаются, поэтому приведены уровни усиления для антенн с числом элементов до четырех.

Существует множество различных типов коллинеарных антенн — некоторые из них не всегда можно считать коллинеарными, но этот термин очень широк и может применяться к большому количеству антенн, которые можно рассматривать как другие формы антенн. Тем не менее, многие коллинеарные антенны видны и более явно подпадают под эту категорию. Коллинеары используются во многих областях и могут быть популярной формой антенны, где требуется малоугловая, т.е. параллельная поверхности Земли и всесторонняя или всенаправленная диаграмма направленности. Вещательные компании, мобильные базовые станции двусторонней радиосвязи и т.п., как правило, используют эти антенны.