Антенна для широкополосного сигнала

[ALEX__A]

Вобщем собственно вы удовлетворили моё любопытство, просто теперь стало интересно нету никаких хитрых алгоритмов которые при меньшей мощности передаваемого сигнала обеспечивали бы лучшую связь

Такие алгоритмы существуют. Ознакомьтесь с технологией расширения спектра передаваемого сигнала, а также с технологией CDMA - методом множественного доступа с кодовым разделением каналов.

Идея широкополосных систем связи заключается в следующем. Любой сигнал характеризуется своей энергией. Эту фиксированную энергию при передаче можно сосредоточить в узкой части спектра, а можно распределить по широкой полосе, после чего, на приемной стороне, по широкой полосе "собрать" переданный сигнал.

С уважением, Алексей.

[azbb]

телевизионная антенна, там достаточно расчитать конкретные элементы под конкретные каналы

Это что-то новое в теории АФУ? Или я опять что-то путаю?

[spamkerdyk]

Если Вы подсоедините отдельные витки к одному конденсатору, то получите новый единственный резонанс,...

Строго говоря, да. Но тем и отличается объяснение на пальцах: оно как правило наглядно, хотя и не всегда корректно. Но всегда расчитано на человека, для которого в данный момент этой информации достаточно, чтобы представить явление. Если же человек захочет влезть поглубже, он достаточно быстро сам выйдет на нужную информацию.

Сообщение от spamkerdyk

телевизионная антенна, там достаточно расчитать конкретные элементы под конкретные каналы.

Это что-то новое в теории АФУ? Или я опять что-то путаю?

Не вижу ничего нового. Есть сетка частот, на которых транслируется телевидение. В идеале антенна на все каналы должна содержать столько диполей или петель, сколько нужно принимать каналов, размеры каждого диполя расчитываются исходя из частоты канала, а расстояние между ними в соответствии с длиной волны, чтобы каждый предыдущий диполь оказался отражателем для следующего. При этом никогда не потребуется диполь, который принимает частоты между каналами - там нечего принимать, кроме помех.
По счастью на практике полоса пропускания любого реального диполя, сделанного не из тонкой проволочки, а из прутка или трубки заметного диаметра, как правило захватывает и частоты соседних каналов. Поэтому реальные антенны все же имеют меньшее число элементов, но хотя теоретический расчет при этом становится сложнее, базируется он все на тех же частотах каналов, никому не придет в голову расчитывать антенну на эффективный прием промежуточных частот.

[azbb]

Не вижу ничего нового. Есть сетка частот, на которых транслируется телевидение. В идеале антенна на все каналы должна содержать столько диполей или петель, сколько нужно принимать каналов, размеры каждого диполя расчитываются исходя из частоты канала, а расстояние между ними в соответствии с длиной волны, чтобы каждый предыдущий диполь оказался отражателем для следующего

Спасибо за разъяснение!
А то я всегда считал, что количество элементов зависит от необходимого КНД и, соответственно, коэффициента усиления более-менее равномерного в заданном диапазоне частот...

[mvkarp]

А то я всегда считал, что количество элементов зависит от необходимого КНД и, соответственно, коэффициента усиления

Не делайте сразу поспешных выводов. spamkerdyk Вам пока "на пальцах" объяснил.
Возьмем, к примеру, антенну типа "волновой канал". Если ее расчитывать на одну частоту, то КНД и коэффициент усиления однозначно зависит от количества элементов (директоров). Однако каждый последующий добавленный элемент вносит все меньший вклад в характеристики. Учитывая также, что точная настройка антенны на частоту возможна только в специальных условиях, т.к. трудно выдержать при изготовлении точные размеры, в любительских условиях стоит ограничиться тремя-пятью директорами.
Логопериодические антенны - разновидность "волнового канала". В ней обычно элементов чуть больше, т.к. они предназначены для работы на разных частотах. Соответственно снижается коэффициент усиления, расширяется угол приема антенны (КНД).

[buxlo]

Это называется "удлинение" или "укорочение" антенны. На длинных волнах, к примеру, длина волны 3 км. Это ж какую антенну нужно выстроить?

Что то чем дальше разговор заходит тем больше непоняток выясняется. То есть впринципе любой кусок провода можно считать антенной причём антенной наиболее эффективной чем различные колебательные контуры настроенные на определённую частоту?? Просто я занимаюсь бесконтактной идентификацией (пока что на частоте 13.56 МГц) и тут как то в голову мысль вбилась что связь идёт типа трансформаторной, тоесть через потокосцепление двух контуров тоесть качество приёма определяется только исходя из добротности, точности настройки резонансной частоты ну и собственно активной площади антенн, без сложных теорий распространения сигнала (да по большому счёту это и сигналом то назвать можно с большой натяжкой) в пространстве и что то у меня большие сомнения что если антенны меток и считывателей делать в виде диполей то всё это дело будет работать должным образом. Хотя технологически диполи определённой длинны штамповать намного легче. А насчёт укорочения я думал это просто связано с тем что антенну просто укорачивают лишь бы она была кратна длине волны (L/2;L/4;L/8 и т.д. где L-длина волны) тем самым просто ухудшая (незнаю как правильно назвать) приёмные характеристики антенны.

А вот если Вы сделаета три отдельных контура, то они резонируют каждый на своей частоте. Поднеся контуры ближе друг к другу Вы получите связанные контуры (за счет потокосцепления витков).

Впринципе тоже интересное предположение, но помоему получится то же самое что и один колебательный контур с малой добротностью настроенный на базовую частоту. Плюс было дело занимался высокочастотными метками так там антенна может быть кусом металла длинной в пару сантиметров и естественно ни о каком потокосцепелнии между антеннами речи идти сдесь не может.

Собственно вопрос изначально поставился не для дальних радиосигналов а для близкой связи, в частности заинтересовал этот вопрос после ознакомления с темой по поводу WUSB - Wireless USB (беспроводной USB), но так же тема актуальна и для блютузов, вай максов, вай фаев и т.д.

[mvkarp]

А насчёт укорочения я думал это просто связано с тем что антенну просто укорачивают лишь бы она была кратна длине волны

Посмотрите на схему любого бытового радиоприемника коротких волн. Штыревая телескопическая антенна приемника ни в какое сравнение не идет с длиной волны (к примеру, 25-метровый диапазон). И антенна здесь имеет емкостной характер. К ней в схеме приемника добавляют индуктивность. Вот и получаем резонанс на нужном диапазоне. Это и есть "удлинение". Т.е. искусственно как бы удлиняем геометрический размер.
Гляньте на WiFi модем. Если не ошибаюсь, частота 2,4 ГГц. Тогда длина волны 12,5 см. Антенка на моем модеме 9 см. Но это общий размер. Активная часть скорее всего 6 см. Полуволна.
13,56 МГц - 22 м. Следовательно, и Вам придется принимать дополнительные меры.

получится то же самое что и один колебательный контур с малой добротностью настроенный на базовую частоту.

У одного контура с малой добротностью амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) пологая, явный резонанс выражен слабо. Если взять 2, 3 связанных контура и подобрать их настройки, то получите более крутые края АЧХ, более широкую полосу, выше коэффициент усиления (равно как и общая добротность). Полоса, как принято, определяется на уровне -3дБ по напряжению (-6 по мощности). Если владеете какой-либо программой расчета цепей (лень в книжки лезть), попробуйте симулировать эти ситуации. Сразу увидите отличия.

там антенна может быть кусом металла длинной в пару сантиметров и естественно ни о каком потокосцепелнии между антеннами

Мы чуть раньше рассматривали "волновой канал". И пусть он настроен на сверхвысокую частоту, что обуславливает малый размер диполей. Но тогда и расстояние между диполями маленькое. Вот Вам и потокосцеплание.
А если это отдельный штырь, то со вторым подобным штырем он вряд ли встретиться на таком расстоянии, чтобы мешать друг другу.

[buxlo]

Посмотрите на схему любого бытового радиоприемника коротких волн. Штыревая телескопическая антенна приемника ни в какое сравнение не идет с длиной волны (к примеру, 25-метровый диапазон).

Приёмника под рукой у меня нету, зато есть UHF метки (частота примерно 800 МГц следовательно длина волны порядка 37 см)


как видно все метки разные(по размерам и их длины далеко не 37 и даже не 18 см) хоть и все рабочие индуктивностей нигде нету просто чем длинна антенны ближе к длине принимаемой волны (а ещё лучше наверно когда она больше) тем она лучше работает (это наверно можно назвать эффективной площадью антенны), а в приёмниках антенна наверно практически может быть вобще особо не привязана к длине волны мы всё равно частоты настраиваем вручную. единственное её размеры должны будут удовлетворять желаемому качеству связи. Всё выше сказанное ИМХО поэтому если есть где дезинформация особо прошу не ругать.

Ещё небольшой возник вопросик - принципиальные отличия (по крайней мере в расчётах) между излучающими и принимающими антеннами есть??

Ну и раз уж сделал фотографии (за качество не ругать снимал тем что было под рукой) как эти метки можно сделать широкополосными?? (всмысле не метки а антенны) или её уже можно считать широкополосной (например от 700 до 900 МГц) за вычетом того что качество связи будет хуже.

[spamkerdyk]

Спасибо за разъяснение!
А то я всегда считал, что количество элементов зависит от необходимого КНД и, соответственно, коэффициента усиления более-менее равномерного в заданном диапазоне частот...

И вы абсолютно правы и спорить я не буду. Просто вы берете расчет антенны конкретной оптимальной конструкции, к которой пришли после некоторых расчетов и экспериментов. Но эта формула в таком виде ничего не скажет тому у которого на данный момент нет понимания, из чего эта широкая полоса образуется.

К сожалению этим грешит современное преподавание физики (и не только физики) в школах. Стремясь к точным описаниям, авторы перегрузили учебники формулами в ущерб изложению на доступном для понимания в этом возрасте уровне. В результате большая часть класса в лучшем случае зазубривает формулы для экзамена, в худшем набивает карманы шпаргалками, и у тех и у других после окончания экзаменационной пытки в голове остается пустота. И есть, конечно единицы - гении, которые во всем этом как-то разбираются. Но они остаются единицами.

[mvkarp]

принципиальные отличия (по крайней мере в расчётах) между излучающими и принимающими антеннами есть??

Только по мощности.
Вообще антенна - обратимая штука (или как там правильно назвать, уж не помню). Т.е. она расчитана на частоту. А уже с условиями приема-передачи, тут вопрос в мощности.
Если Вам нужно выдать в антенну киловатт, то это уже вопрос конструкции. А на приеме обычно милливольты, микровольты.
Те не менее, передающая антенна на киловатт с успехом будет принимать те же микровольты. А если Вы попытаетесь на маленькую антеннку подать киловатт, то ее просто прошьет высоким напряжением. Потому и конструкция передающей антенны будет иной (есть разые технические решения).
Но в принципе по частотным расчетам они одинаковы.

Извините, по Вашим фоткам ничего сказать не могу. Я не спец в области антенн. Просто остались некоторые понятия со времени изучения курса антенн, некоторые познания из радиолюбительской практики. Потому и всунул свой пятак в данную тему.