Для диапазона коротких волн (КВ), где длина штыря может достигать нескольких метров, применяется спиральная антенна. Такой тип антенны можно изготовить из моторной или трансформаторной проволоки, продевая суровую нить или леску через образованную спираль.
Для чего радиоприемнику нужна антенна кратко. Какую функцию выполняет антенна радиоприемника.
Антенна является наклонной дорожкой, длина которой кратна длине волны. Ее высота варьируется от 1 до 5 метров в зависимости от назначения. Такая антена обладает выраженной диаграммой направленности, что дает высокий коэффициент усиления. Это означает, что она эффективно принимает сигналы в заданном диапазоне частот.
Антенна предназначена для приема электромагнитных колебаний, которые затем преобразуются радиоприемником в сигналы, доступные для конечного устройства, такого как громкоговоритель, телевизионная трубка или телеграфный аппарат. Радиоприемники делятся на две категории: вещательные, которые принимают аудио- и телепередачи, и профессиональные, используемые для радиослужб или радионавигации. В прошлом частотные диапазоны делились в соответствии с длинами волн (λ), которые можно вычислить по формуле:
λ = c / f, где c — скорость света в вакууме, приблизительно равная 300 000 км/с; f — частота сигнала. Это указывает на то, что длина волны соответствует расстоянию, которое проходит радиосигнал за один период.
Диапазоны радиоволн
Чрезвычайно длинные волны (ELW) — выше 10 000 метров (частоты 20 — 30 кГц). Длинные волны (LW) — от 1 000 до 10 000 метров (частоты 300 — 30 кГц). Для радиовещания к УКВ относятся длины волн от 700 до 2 000 метров (частоты 150 — 430 кГц). Средние волны (СВ) — от 100 до 1 000 метров (3 МГц — 300 кГц). Диапазон передач CB составляет 187 — 575 метров (1,6 МГц — 520 кГц). Короткие волны (КВ) составляют 10 — 100 метров (30 — 3 МГц). Ультракороткие волны (УКВ) — менее 10 метров (частоты более 30 МГц). УКВ подразделяется на:
- метровый диапазон: от 1 до 10 метров (300 до 30 МГц);
- дециметровый (DMV): от 10 см до 1 м (от 3 ГГц до 300 МГц);
- сантиметронный (CMV): от 1 до 10 см (от 30 до 3 ГГц);
- миллиметровый: от 1 до 10 мм (от 300 до 30 ГГц);
- субмиллиметровый: менее 1 мм (частоты выше 300 ГГц).
Антенна радиоприемника.
Основным элементом во входной цепи радиоприемника является приемная антенна. Ее мощность критически важна для качества информации, воспроизводимой приемником. Когда электромагнитные волны излучаются передатчиком, каждая точка в пространстве создает определенное напряжение электрического поля (E) и магнитного поля (H). Векторы E и H располагаются перпендикулярно друг другу и направлены так, что движение бура совпадает с направлением распространения электромагнитной волны. Напряженность электрического поля количественно определяет интенсивность электромагнитного поля и измеряется в вольтах на метр (В/м). В практическом применении используются более мелкие единицы — милливольты на метр (мВ/м) и микровольты на метр (мкВ/м). Их соотношения таковы: 1 В/м = 10³ мВ/м и 1 мВ/м = 10³ мкВ/м. Приемная антенна подвергается воздействию как электрических, так и магнитных сил, а также получается электродвижущая сила (ЭДС), которая имеет ту же частоту, что и электрические колебания в антенне радиопередатчика. При анализе работы приемной антенны используется эквивалентная схема, которая помогает определить мощность, которую теряет антенна при взаимодействии с падающей волной. Чтобы вычислить ток в нагрузке, важно учитывать:
|I| = |Ea|/(Za + Zn), |U| = |Ea| — Zn/(Za + Zn), P = |I|² * Rn/2.
Где Emax — это максимальная напряженность поля в направлении максимального приема или излучения; Esr — среднее значение напряженности поля. В квадрате интенсивности E заключается ключевой момент — мощность высокочастотных колебаний пропорциональна квадрату напряженности поля. Поэтому коэффициент K представляет отношение между максимальной и средней напряженностью поля сигнала.
Частотная избирательность
Частотная избирательность является важным аспектом для снижения влияния помех. Для достижения этой цели важно правильно выбирать параметры (форму и размер) антенны. Это позволяет сосредоточиться на приеме полезного сигнала в определенном диапазоне частот: ∆f = fmax — fmin. Существуют различные типы антенн, включая:
- настроенные антенны;
- узкополосные антенны;
- широкополосные антенны;
- сверхширокополосные антенны.
Настроенные антенны функционируют исключительно на одной частоте, тогда как узкополосные поддерживают узкий диапазон частот, ширина которого составляет менее 10% (курсивая полоса пропускания ∆f = fmax — fmin). Широкополосные антенны покрывают диапазон от 10% до 50%, а сверхширокополосные антенны имеют диапазон частот соотношением fmax : fmin = 5:1 и более.
Замечание: первенство в создании радиоприемника принадлежит русскому физику Александру Попову, который разработал свое устройство в 1895 году. Это произошло 125 лет назад, и его радиосистема работала с азбукой Морзе, став основой для дальнейшего развития радиосвязи.
Особенности
Эффективная антенна радиоприемника должна быть просто сконструирована и в то же время функциональна. Она позволяет выйти за пределы радиотени благодаря установке на высоте нескольких метров. Жителей верхних этажей зданий может порадовать меньшая длина фидера (кабеля). Если антенна расположена ниже, то рекомендуется использовать специальный радиоусилитель: лишние метры кабеля могут ощутимо поглотить прием сигнала.
В зависимости от назначения антенна может быть одной из следующих конструкций:
- четвертьволновой или 3/4 волны штырь;
- симметричный вибратор (два четвертьволновых штыря);
- петлевой возбудитель;
- директорная или логопериодическая (может иметь значительные размеры);
- линейка из диполей, размещенных в ряд (такого рода антенны устанавливают на ретрансляторах для телевидения или радиостанций, а также на базовых станциях сотовой связи);
- магнитная.
Наиболее распространенной является телескопическая антенна, которая встречается практически в каждом мобильном FM-приемнике.
Можно легко создать альтернативный вариант, подключив центральный проводник коаксиального кабеля к одной телескопической антенне, а оплетку — к другой. При этом антенны размещены в разных плоскостях.
Третья конструкция должна соответствовать половине длины волны.
Для FM-диапазона антенны могут быть в виде штырей и петель длиной около 1,5 метра.
Наиболее крупные антенные конструкции рассматривались как слишком высокие по размеру для бытового применения, так как могут достигать высоты с трехэтажный дом. Такие антенны обычно устанавливаются на телебашнях, поскольку там есть достаточно места для их размещения.
Для автомобильной антенны FM-приема используется укороченный штырь, дополненный встраиваемым усилителем для компенсации потерь сигнала. Эффективность такой антенны может быть значительно улучшена путем удлинения штыря до 75 или 225 см.
Принцип действия
Антенна реагирует на входящие радиоволны, которые представляют собой переменное электромагнитное поле, вызывая возникновение разнонаправленных токов. Частота этого переменного поля совпадает с частотой излучения передающей антенны, которая подключена к выходу передатчика. Возникающий в приемной антенне ток совпадает именно с частотой, на которой работает передатчик.
Если размеры антенны кратны длине волны, то это позволяет добиться резонанса на принимаемой частоте, что, в свою очередь, обеспечивает высокое качество приема. С этой целью антенны проектируют для определенной частоты, которая является средней для конкретного диапазона. Например, для FM-диапазона частота 98 МГц соответствует длине волны чуть более 3 метров, отсюда следует, что четвертьволновой штырь должен составлять чуть более 75 см. Телескопическая антенна обеспечивает возможность регулировки длины в соответствии с частотой принимаемой радиостанции. Например, для частоты 100 МГц длина антенны должна составлять строго 75 см.
Отклонения в пределах уверенного приема этой же радиостанции не являются критическими, однако в условиях слабого приема желательно выдвинуть антенну на расчетную длину, особенно если планируется использование дополнительного усилителя.
Кампус Библиотека
Материалы со всех ВУЗов страны
1 000 000+ полезных материалов
Это примеры для изучения
Учись на отлично с библиотекой
Предоставляется набор полезных инструментов на базе искусственного интеллекта для студентов по всему миру.
Экосистема сервисов для обучения с удовольствием
Твой виртуальный асистент в учебе, быстрые ответы на основе AI
ТОП-эксперты помогут решить любые учебные вопросы онлайн
Сообщество, где вы найдете знакомства и получение помощи
Многофункциональный умный бот всегда под рукой
База знаний с более чем 1 000 000 материалов для учебы
Для чего нужна антенна в радиоприемнике?
1. В детекторном приемнике антенна служит для того, чтобы черпать энергию из окружающего эфира, так как у самого устройства нет источников энергии.
Чем больше антенна, тем громче будет прием сигнала.
Разумеется, при нахождении в непосредственной близости к антенне передатчика приемник может работать без антенны.
2. Детектор радиоприемного устройства или демодулятор восстанавливает информацию из радиосигнала, который модулируется.
Например, получение радио- или телепередач возможно благодаря демодуляции высокочастотного сигнала, который поступает на антенну устройства.
Где применяется теплопередача в природе? Важно изучить физику!
На этой странице вы найдете ответ на вопрос: «Для чего нужна антенна в радиоприемнике?». Этот вопрос относится к категории физики и подходит для учащихся 10 — 11 классов. Если предоставленный ответ не соответствует вашим ожиданиям, вы можете ознакомиться с вариантами ответов от других пользователей или обсудить интересующую вас тему. Также доступна умная поисковая функция, которая покажет аналогичные вопросы в этой категории. Если ни один из предложенных ответов вас не удовлетворяет, попробуйте задать вопрос по-другому с помощью кнопки в верхней части страницы.
Ответ: кулон. Объяснение: Это единица измерения электрического заряда в Международной системе единиц (СИ), представляющая собой совокупный заряд носителей элементарных электрических зарядов, проходящих через поперечное сечение.
Ответ: объем 15 * 5 * 2 = 150, масса 300 гр, плотность = 300 / 150 = 2 г/см³ Объяснение.
Так как система СИ здесь менее важна, это можно легко определить: 10 * 2 = 20.
Ответ: 910×2×10 = 18200 Дж. Формула: а = m * t, где a — теплоемкость, m — масса в СИ и t — температура.
Ответ: Дано: V = 10 л = 0,01 м³; t1 = 20 °C; t2 = 100 °C; c = 4200 Дж/кг·°C; р = 1000 кг/м³. Узнать m и Q. Рішення: m = p * V = 1000 * 0,01 = 10 кг. Q = c * m * (t2 — t1) = 4200 * 10 * (100 — 20) = 42000 * 80 = 336000 Дж.
Ответ: По кругу. Объяснение: Сила Лоренца, которая воздействует перпендикулярно к скорости, создает центростремительное ускорение.
Ответ: 10 кг Объяснение: m = p / g = 100 / 10 = 10 кг. Примечание: g = 10.
Ответ: 10 м/с Объяснение: λ = V / U. Λ — длина волны, V — скорость волны, U — частота. Следовательно, скорость V = λ * U = 5 * 2 = 10.
M = 5 кг, q = 46 * 10^6 Дж/кг, Q — ? Q = mq Q = 5 * 46 * 10^6 = 230 МДж.
Конструкция
В автомобилях наибольшее распространение получили следующие конструкции антенн:
- симметричный вибратор (или свернутый симметричный вибратор);
- несимметричный вибратор и спиральная антенна;
- антенны с фрактальными элементами.
Электрическая длина симметричного вибратора для достижения максимальной эффективности должна составлять половину длины волны. Поскольку длина волны в УКВ диапазоне составляет около 3 метров, применение полноразмерного полуволнового вибратора в автомобиле невозможно, поэтому используются укороченные версии или свернутые симметричные вибраторы, например, линейки антенн Урал АВ-14 и Урал АВ-17.
Несимметричный вибратор получается из симметричного, если заменить одну из его половин на заземление или противовес. В автомобиле корпус функционирует как противовес, так что наружные антенны (штыревые и телескопические) стали очень популярными, особенно в стандартной комплектации автомобилей. Электрическая длина несимметричного вибратора для его оптимальной работы должна составлять четверть длины волны, что в диапазоне 87,5 — 108 МГц составляет 75 — 80 см, хотя использовать такую антенну может быть неудобно в неубираемом варианте. Поэтому распространение получили укороченные вибраторы, которые имеют длину штыря 30 — 50 см, с некоторыми декоративными различиями.
Спиральная антенна — это разновидность укороченного несимметричного вибратора, представляющая собой гибкий стержень из диэлектрического материала, на который намотано несколько десятков проволочных витков с достаточно большим шагом. Внешняя часть конструкции защищена слоем диэлектрика. Главное преимущество данной антенны — это ее гибкость и компактность.
Совсем недавно была создана уникальная линейка антенн Цеппелин, использующая специальные топологии проводников на печатной плате в качестве приемного элемента. В арсенале сейчас три типа антенн Цеппелин:
Цеппелин-1. Пассивная автомобильная антенна, гарантирующая уверенный прием радиостанций в городских условиях. Эта антенна — легнейшая и самая компактная среди имеющихся внутрисалонных антенн, также отличается низкой стоимостью.
Цеппелин-2. Оснащена усилителем и экранированным сигнальным кабелем, что позволяет уверенно принимать радиостанции как в городских условиях, так и на расстоянии до 100 км.
Цеппелин-3. Включает RGB-светодиод для подсветки корпуса, предлагая более миллиона цветовых комбинаций. Включение и выключение подсветки осуществляется простым касанием корпуса антенны, что способствует безопасности водителя — глаза быстро адаптируются после ослепления фарами встречных автомобилей.
Выбор
При поездках исключительно по городским маршрутам или на небольшие расстояния можно использовать любой тип антенны: при хороших сигналах их характеристики в диапазоне УКВ практически одинаковы. Это подлежит личному усмотрению. Для дальних поездок предпочтение лучше отдавать полноразмерным пассивным антеннам: в таких условиях качество приема слабых сигналов выше, так как исключаются шумы от усилителей. Для качественного приема сигналов на длинных и средних волнах данный подход также будет более эффективным. Ряд радиолюбителей выражает мнение: «хорошая антенна — лучший усилитель». Однако реализовать потенциал любой антенны возможно только при правильной установке.
Многие водители убеждены, что лучшее место для установки внешней антенны — крыша автомобиля. Однако не всегда это так. Весь автомобиль является проводящей поверхностью, и разницы, устанавливаете ли вы антенну на крыше или на крыле автомобиля, практически нет. Единственным неудачным местом установки может стать бампер, так как большая часть антенны оказывается близко к кузову.
Для достижения необходимых показателей эффективности антенны на внутренней стороне автомобиля, особенно для моделей «таблеток», важно учесть расстояние до проводящих поверхностей. По этой причине размещение элементов антенны на лобовом стекле требует особого внимания, чтобы избежать ухудшения обзора.
Оптимальная эффективность антенны достигается, когда она находится в плоскости поляризации волны. В УКВ применяется вертикальная поляризация, но в условиях городских многократных отражений сигнала поляризация может поворачиваться под неопределенным углом. Для приема в диапазонах длинных и средних волн антенну желательно располагать горизонтально. Для наружных штыревых антенн обычно используется компромиссное решение — установка под углом, чтобы адаптироваться к разным условиям поляризации.
Качество кабеля также играет важную роль при выборе антенны. Многие активные антенны в целях экономии вместо экранированного провода используют простой ленточный, по которому проходят как сигнал, так и питающее напряжение. Это не самое лучшее решение, поскольку неэкранированный участок провода может действовать как антена и создавать проблемы с компенсацией токов в проводе.
Длина собственного кабеля антенны обычно незначительная и вполне подходит для антенн, установленных на лобовом стекле. Для остальных вариантов монтажа приходится использовать удлинители и переходники. При их выборе важно следовать критериям надежности разъемов и качеству кабеля, чтобы минимизировать возможность приема радиосигналов помимо антенны.
При установке антенн с клеевым слоем следует следовать ряду рекомендаций, чтобы обеспечить надежное и долговечное крепление:
- Монтировать антенну в сырую или холодную погоду на улице не рекомендуется;
- Стекло требуется тщательно очистить и обезжирить;
- Клеевую пленку перед монтажом желательно прогреть;
- Перед приклеиванием основания на стекло — семь раз отмерь, так как после установки исправить ничего не получится; клей схватывается моментально;
- После монтажа не следует сразу прикладывать механические нагрузки.
