Кіріспе Зерттеу өзектілігі
Антенналардың теориялық негіздері
жүктеу/скачать 1,65 Mb.
|
Антенналардың негізгі сипаттамалары
| 1 Антенналардың теориялық негіздері
1.1 Жалпы антенна сипаттамалары Антенна - Электромагниттік толқындарды шығаруға және қабылдауға арналған күрделі радиотехникалық құрылғы. Қазіргі заманғы радиотехникалық жүйелер әртүрлі жағдайларға бейімделуге тырысады, Антенналарды олардың жұмыс принциптері мен қоршаған ортаға Мұқият іріктеуді және бейімдеуді талап етеді. Антенналардың дизайны радиолокациялық жүйелердің тиімділігінде шешуші рөл атқарады, олардың негізгі сигнал беру және қабылдау функциясын ғана емес, сонымен қатар радио жүйесінің құрылымына сәйкес интеграцияны қамтамасыз етеді. Антеннаның тиімділігі оның зарядтарды электромагниттік өріспен үйлестіру қабілетімен анықталады, бұл радиолокациялық жүйелердің сенімділігі, шуға төзімділігі және ауқымы үшін өте маңызды. Антенналардың әр түрлі түрлері бар, олардың әрқайсысы радиобайланыстың белгілі бір түріне арналған. Мысалы, әрекетсіздік антенналары теледидар құрылғылары мен радио қабылдағыштарға арналған антенналар сияқты радио сигналдарын қабылдауға маманданған. Функционалды антенналар сигналдарды күшейтеді және сымсыз құрылғыларда деректерді беруді қамтамасыз етеді. Сондай-ақ, дәл қашықтыққа арналған антенналар бар, мысалы, іссапар жағдайында ұзақ қашықтықтағы сымсыз байланыс [1]. Жасанды спутниктердің дамуымен спутниктік геодезия радио толқындарын тиімді тарататын және қабылдайтын антенналардың арқасында мүмкін болды. Бұл антенналар ғылым мен технологияда маңызды рөл атқара отырып, жер бетіндегі дәл геодезиялық өлшемдерді қамтамасыз етеді. Қорытындылай келе, антенналардың түрлері мен конструкцияларының әртүрлілігі олардың қазіргі радиотехникалық жүйелердегі маңыздылығын көрсетеді. Олардың функционалдығы мен тиімділігі әртүрлі жағдайларда сенімділікті, ұтқырлықты және пайдаланудың қарапайымдылығын қамтамасыз ете отырып, радиолокациялық және радиобайланыс жүйелерінің мүмкіндіктеріне айтарлықтай әсер етеді. Сурет 1 – Теледидар бағытында қолданылатын антенна Omni-бағытталған антенналар кез келген бағытта жұмыс істей алатын құрылғылар болып табылады, бұл оларды телекоммуникация, хабар тарату, спутниктік байланыс, Сымсыз желілер және радио барлау сияқты әртүрлі салаларда кең қамту және тығыз байланысты қамтамасыз ету үшін тамаша таңдау жасайды. Антеннаның дизайны бірнеше компоненттерден тұрады, олардың әрқайсысы радио сигналдарын беру кезінде белгілі бір функцияларды орындайды. Бұл электромагниттік толқындармен әрекеттесетін және диполь немесе монополь сияқты әртүрлі түрлерге түрлендіруге болатын радиоэлементті қамтиды; радиоэлементтер мен жабдықтар арасында сигналдарды жіберетін фидер; фидермен қосылу үшін қолданылатын антенна қосқышы; антеннаның орнықтылығы мен сенімділігін қамтамасыз ететін ішінара қолдау; қажет болған жағдайда сигналды күшейту мүмкіндіктерін қосатын күшейткіштер; және антеннаның өнімділігін және оның электромагниттік толқындармен әрекеттесу қабілетін жақсартатын диэлектрлік материалдар. Жерсеріктік технологиялар жер бетіндегі координаттарды дәл өлшеуге мүмкіндік беретін геодезияда маңызды рөл атқарады. Жердің жоғары дәлдіктегі навигациялық жасанды спутниктерін (LNG) геодезияда қолданудың көптеген артықшылықтары бар, соның ішінде ауа-райы мен уақыттың тәуелсіздігі, қозғалыстағы координаттарды жоғары дәлдікпен анықтау мүмкіндігі және жоспарланған және биіктік түйіндерін құру мүмкіндігі. Олар сондай-ақ координаттарды анықтауда автоматтандырудың жоғары дәрежесін қамтамасыз етеді, бұл еңбек өнімділігі мен өлшеу дәлдігін арттырады. LNG құрылымы ғарыш айлағын, ғарыш секторын, тұтыну секторын және басқару және басқару секторын қамтиды, бұл спутник пен жер пункті арасындағы қашықтықты өлшеудің бір жақты әдісін жүзеге асыруды қамтамасыз етеді. Бұл жүйе нақты геодезиялық деректерді қамтамасыз етуде өте маңызды және әртүрлі геодезиялық есептерде қолданылады [2]. 2-сурет. ЖРНЖ-нің құрылымдық сызбанұсқа Жасанды навигациялық спутниктер ұшырылатын ғарыш айлағы осы спутниктердің дәлдігі мен тұрақтылығын қамтамасыз етуде шешуші рөл атқарады. Қазіргі заманғы навигациялық спутниктердің өмірлік ресурсы шамамен 10 жылды құрайды және олардың қозғалтқыштарындағы отын көлеміне байланысты. Берілген орбитаны ұстап тұру үшін есептелген орбитаны, жердің гравитациялық өрісін және атмосфераның әсері мен планетаның кедергісі сияқты басқа да қалыптан тыс факторларды ескере отырып, мерзімді түзетулер жасалады. Жасанды навигациялық спутниктері бар ғарыш секторы белгілі бір өлшемді құрайды. Жұлдыз деп аталатын спутниктер тобы жердегі нүктелердің координаттарын анықтауды қамтамасыз ететін навигациялық басқару жүйесінің принциптеріне сәйкес жұмыс істейді. Әрбір спутниктің бортында радиосигналдарды жерге жіберетін радионавигациялық жабдық орнатылады. Бұл сигналдар спутник пен жердегі бақылау пункттері арасындағы қашықтықты есептеу үшін қажет. Спутниктік эфемерлік деректер жүйелері жердің навигациялық спутниктерінің барлық шоқжұлдыздары бойынша ақпаратты, соның ішінде уақытты түзетуді, альманах туралы ақпаратты және навигацияға қажетті басқа деректерді ұсынады. Кәсіби жылжымалы радио саласында PMR (private Mobile Radio) жүйелері немесе трангиялық жүйелер қолданылады. Олар жеке ОВЧ және UHF диапазондарында жұмыс істейді және әсер ету аймағына байланысты 0,5-тен 25 Ваттқа дейінгі тиімді сәулелену қуаты бар таратқыштарды қамтиды. PMR жүйелері станция мен жылжымалы нысандар арасындағы тікелей байланысты қамтамасыз етеді, ал егер өзара әрекеттесу аймағы аз болса, Байланыс тікелей жүзеге асырылады. Үлкен аумақтарды жабу үшін бірнеше негізгі станциялар қолданылады. Аймақты қамту жиілікті қайта пайдалану схемасы арқылы емес, барлық негізгі станциялардағы барлық қол жетімді арналарды пайдалану арқылы жүзеге асырылады. Интерференцияны азайту үшін квази-синхронды режим жиі қолданылады, мұнда әр станцияның таратқыш жиіліктері бір-бірінен ерекшеленеді. Алайда, бұл схеманы қолданған кезде интерференциялар пайда болуы мүмкін, олар тек қозғалмайтын көліктерде қабылданған сигнал деңгейінің кездейсоқ ауытқуымен басқарылады. Заманауи технологияның ажырамас бөлігіне айналған мобильді спутниктік байланыс дәстүрлі байланыс әдістері тиімсіз болып қалатын жерлерде, әсіресе шалғай және шалғай аудандардағы саяхатшылар үшін өз қолданбаларын тапты. Бұл Спутниктік байланыстар әдеттегі байланыс құралдары жоқ әуе және теңіз маршруттарында құтқару және навигацияны жеңілдетуде маңызды рөл атқарады. Мобильді спутниктік байланыстың даму тарихы бірнеше кезеңнен тұрады. Жылжымалы спутниктік байланыс тұжырымдамасы алғаш рет 60-шы және 70-ші жылдардың басында сыналды, бірақ дүниежүзілік теңіз кеме агенттігі (ИНМАРСАТ) 1979 жылы ғана мақұлдады, нәтижесінде алғашқы жылжымалы спутниктік қызмет пайда болды [3]. 70-ші жылдардың басында авиацияға арналған мобильді спутниктік байланыстың техникалық іске асырылуын NASA-ның Ұлттық басқарылатын ATS-6 спутнигі сәтті көрсетті. Азаматтық авиацияның Радиобайланыс және әуе навигациясы мүмкіндіктерін зерттеу жөніндегі құрылған халықаралық комиссия (ИКАО) жүйенің әлеуетін растады. Кейіннен, 90-шы жылдардың басында мобильді спутниктік байланыстың теңіз және авиациялық жүйелеріне арналған стандарттар құрлық жүйелеріне қарағанда едәуір аз көлемде жасалды. Авиацияда мобильді спутниктік байланыс әртүрлі қызметтерді ұсынады, соның ішінде жолаушыларға телефон қоңыраулары, ұшқыштар кабинасындағы дауыстық байланыс және әуе кемелерінің экипаждары үшін деректерді беру. Авиация үшін әлемдік спутниктік байланыс жүйесін дамытуда жетекші рөлді теңіз байланыс жүйелері үшін стандартты телекс және телефон қызметтерін ұсына отырып, ИНМАРСАТ атқарады. А стандартындағы деректерді беру ені 56 кбит/с болатын аналогтық әдістерді қолдану арқылы жүзеге асырылады, бірақ үлкен және қымбат жабдықты қажет етеді, сондықтан ірі кемелерде қолданылады. Содан кейін шағын кемелерде орнату үшін шағын өлшемдері мен қолжетімді бағалары бар телекс және хабар тарату қызметтерін ұсынатын төмен жылдамдықты деректер қызметі (C стандарты) енгізілді. 90-жылдардың басында қосымша мүмкіндіктер беретін толық цифрлық жүйе (B стандарты) құрылды. 1989 жылы АҚШ пен Еуропада omni Tracks жүйесі тікелей спектрді кеңейту әдістеріне негізделген және 5 кГц жолақты арналарда 4,8 кбит/с жылдамдықпен деректерді беру үшін 16-QAM көмегімен іске қосылды. Тағы бір сәтті мысал – Австралиядағы mobilesat жүйесі, ол ауада, теңізде және құрлықта деректер мен байланыс қызметтерін ұсынады. Бұл жүйе 5 кГц жолақты арналарда 4,8 кбит/с цифрлық деректерді беруді қолданады және telesat Mobile, Inc ынтымақтастығының арқасында жүзеге асырылады. жүктеу/скачать 1,65 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|