Што е V-антена?
AV антената е насочна жичена антена формирана од два спроводливи елементи што се протегаат нанадвор од заедничка точка на напојување. Гледано одозгора, двете ногарки на антената формираат јасна структура во облик на V.
V-антената може да се смета за подобрен распоред на два долги жичени радијатори. Со избирање на соодветна должина на ногата и вклучен агол, зрачењето произведено од двете жици може да се засили во избрани насоки, обезбедувајќи поголема насоченост од една права долга жичена антена.
V-антените најчесто се поврзуваат со високофреквентни комуникациски системи, особено во HF опсегот. Сепак, нивната работна фреквенција не е одредена само од фиксен опсег. Вистинските перформанси зависат од електричната должина на секоја нога, аголот на врвот, методот на напојување, висината на инсталацијата, условите на околното земјиште и дали краевите на жиците се отворени или завршени.
Структура и принцип на работа
Типична V антена се состои од два долги жичени елементи поврзани со балансирана точка на напојување на врвот на V. Струите во двата крака се возбудуваат диференцијално, што значи дека имаат еднакви големини и спротивни моментални насоки на точката на напојување.
Секоја жица произведува свој сопствен образец на зрачење. Кога геометријата на антената е правилно избрана, главните лобуси на зрачење генерирани од двете нозе се преклопуваат и се комбинираат по централната оска на V. Ова додавање на полето го зголемува интензитетот на зрачењето во посакуваната насока и ја подобрува насоченоста на антената.
Два агли често се користат при опишување на структурата:
- Аголот помеѓу двете ногарки на антената е вклучен или врвен агол.
- Аголот помеѓу едната нога и централната оска е половина од вклучениот агол.
Оптималниот агол не е универзална фиксна вредност. Тој се менува со електричната должина на ногарките на антената и наменетата работна фреквенција.
V структура на антена со два долги жичени елементи и врвен агол
Резонантни и терминирани V-антени
V-антените генерално можат да се поделат во две конфигурации.
Отворена или резонантна V-антена рефлектира дел од струјниот бран од краевите на нејзините спроводници. Овие рефлексии создаваат стоечки бранови по должината на ногарките на антената. Овој тип на антена нормално произведува двонасочен модел на зрачење, со силно зрачење во две спротивни насоки по должината на оската на антената.
Терминирана V-антена користи отпорни оптоварувања на далечните краеви на двете жици. Оптоварувањата ги намалуваат рефлексиите на струјата и помагаат во одржувањето на работата на патувачките бранови. Ова може да го потисне зрачењето во обратна насока и да создаде понасочен модел на крајно палење.
Терминираниот дизајн обично обезбедува поконзистентно насочно однесување низ поширок фреквентен опсег, но дел од RF моќноста се троши во терминирачките отпорници. Затоа, дизајнерот на антената мора да ги балансира барањата за пропусен опсег, насоченост, ефикасност и управување со моќност.
Фреквентен опсег и електрична должина
Традиционалните V-антени се широко користени во HF опсегот од приближно 3 до 30 MHz бидејќи долгите бранови должини во овој опсег ги прават жичните антенски структури практични за фиксни комуникациски инсталации.
Сепак, V-антената е дефинирана според нејзината геометрија и електрична должина, а не според еден задолжителен фреквентен опсег. Секоја крака може да биде долга половина од брановата должина, една бранова должина или неколку бранови должини, во зависност од потребниот дијаграм на зрачење и засилување.
Со зголемувањето на електричната должина на ногарките, насоченоста на антената генерално може да се подобри. Во исто време, може да се појават дополнителни странични лобуси, а шемата на зрачење може да стане почувствителна на фреквенцијата, висината на инсталацијата, спроводливоста на земјата и толеранциите на конструкцијата.
Модел на зрачење и насоченост
Шемата на зрачење на резонантната V-антена е најчесто двонасочна. Полињата генерирани од двата жичени елементи се комбинираат за да формираат главни лобуси приближно порамнети со централната оска на V-антената.
Конечниот модел на зрачење е определен од неколку фактори:
- Должина на секоја нога на антената
- Вклучен агол помеѓу нозете
- Работна фреквенција
- Импеданса на точката на напојување и усогласување
- Висина на инсталација над земјата
- Дијаметар на жица и губење на проводник
- Отворена или завршена конфигурација
Зголемувањето на должината на ногата може да произведе поголема насоченост, но исто така може да создаде посилни странични лобуси. Поради оваа причина, засилувањето на антената не треба да се разгледува независно од ширината на зракот, нивото на страничните лобуси, односот напред-назад и перформансите на импедансата.
Двонасочна шема на зрачење на резонантна V антена
Усогласување на напојувањето и импедансата
Бидејќи V-антената е нормално структура од балансирана жичана жица, таа најчесто се напојува со балансиран преносен вод. Ако се користи коаксијален кабел, може да биде потребен соодветен балун или соодветна мрежа за да се намали струјата во заеднички режим на кабелот и да се одржи симетричен модел на зрачење.
Влезната импеданса се менува со должината на ногарката, аголот на врвот, работната фреквенција, висината на инсталацијата и блиските структури. Соодветното усогласување на импедансата е важно за намалување на рефлектираната моќност и постигнување стабилни перформанси на системот.
Во практичниот развој на антени, инженерите нормално ги проценуваат повратните загуби, VSWR, шемата на зрачење, засилувањето, поларизацијата и ефикасноста пред да ја финализираат геометријата на антената.
Предности на V-антените
V-антената нуди неколку практични предности:
- Едноставна конструкција базирана на жица
- Повисока насоченост од еден елемент со долга жица
- Релативно ниска цена на производство
- Погодно за големи фиксни HF инсталации
- Флексибилна должина на ногата и дизајн со агол на врвот
- Достапно во конфигурации со резонантни и патувачки бранови
Ограничувања на дизајнот
V-антените имаат и неколку ограничувања:
- Тие бараат значителен простор за инсталација на пониски фреквенции.
- Резонантните верзии може да произведат силни стоечки бранови.
- Долгите ногарки на антената можат да генерираат значајни странични лобуси.
- Перформансите може значително да се променат со фреквенцијата.
- Условите на земјата и висината на инсталацијата можат да влијаат на шемата на зрачење.
- Терминираните верзии жртвуваат дел од ефикасноста бидејќи моќноста ја апсорбираат оптоварувањата.
Типични апликации
V-антените традиционално се користат во:
- HF радио комуникација од точка до точка
- Кратки бранови предавателни и приемни станици
- Фиксни комуникациски врски на долги растојанија
- Системи за радио мониторинг и прием на сигнали
- Комуникациски истражувања и антенско образование
- Експерименти со насочена жична антена
- Системи за комуникација во итни случаи и оддалечени области
Инженерско значење
Иако современите комуникациски системи сè повеќе користат компактни низи, хорн антени, широкопојасни антени и електронски контролирани антенски системи, V-антената останува важен модел во теоријата на антени.
Јасно покажува како должината на проводникот, фазата на струјата, геометријата на антената и суперпозицијата на полето влијаат врз засилувањето и насоката на зрачењето. Разбирањето на овие односи е вредно при проучување на понапредните структури на антените, вклучувајќи фазирани низи, широкопојасни мерни антени, насочни микробранови антени и системи за тестирање на антени.
RF MISO развива решенија за антени и микробранови за RF тестирање, мерење, комуникација, радар и апликации за системска интеграција. Солидното разбирање на основните структури на антените им помага на инженерите да изберат соодветни производи и да ги евалуираат клучните параметри како што се засилување, поларизација, ширина на зракот, импеданса и шема на зрачење.
За да дознаете повеќе за антените, посетете ја страницата:
Време на објавување: 10 јули 2026 година
