Антенна для широкополосного сигнала

buxlo · 11.11.2010, 16:25

Пару дней меня вопрос один мучает, который с точки материального и практического значения для меня не имеет (пока что) никакого значения, просто интересно. Собственно вопрос: как делают антенны под широкополосные сигналы (далее ШПС)?? Ведь как известно вне зависимости от частоты передаваемого сигнала, антенны приёмника и передатчика должны быть настроены в резонанс причём насколько я знаю, ШПС применяется в основном на высоких частотах (›1 ГГц) а резонансные характеристики антенн работающих на таких частотах как правило зависят от геометрических размеров антенн (диполей) то есть отпадает вариант того что мы за короткий промежуток времени проходим по всему частотному спектру сигнала(причём из определения частота должна отклоняться от базовой как минимум на 25% вверх и 25% вниз). Вобщем если кто нибудь занимался данным вопросом просьба ответить, можно и ввиде ссылок, или хотя бы названии книг, статей и т.д. и т.п. Самому что то никак не разобраться

michvl · 11.11.2010, 22:05

Широкополосные антенны - не проблема, например, логопериодические. Читайте книги по антеннам.

mvkarp · 11.11.2010, 23:35

Для начала, конечно, прочитайте теорию. Ее полно в Интернете. А то получается, что мы должны Вас выучить, несмотря на то, что Вы этого не хотите.
Когда появятся вразумительные вопросы, тогда и ждите ответов.

Сообщение от buxlo

а резонансные характеристики антенн работающих на таких частотах как правило зависят от геометрических размеров антенн (диполей)

Резонансные характеристики антенн сильно зависят от геометрических размеров. И не только на "таких частотах", а на всех частотах.

Еще прочитайте про колебательные контуры. Антенна - не что иное, как вариант колебательного контура.
Широкополосность и коэффициент усиления - противоречащие друг другу характеристики. Или широкая полоса, или усиление. Одновременно - никак.

Книги, например, см. https://kazus.ru/forums/showpost.php...postcount=3045. Но если Вы совсем начинающий, то данная будет сложна.

В общем, начинайте с колебательных контуров.

vadd · 11.11.2010, 23:49

Сообщение от buxlo

хотя бы названии книг

Карл Ротхаммель "Антенны"

ТЫЦ....

Falconist: Ссылка удалена, т.к. по ней скачивается архив, требующий при распаковке отправки СМС. vadd, относитесь впредь, пожалуйста, более ответственно к предоставляемым Вами ссылкам.

vadd · 11.11.2010, 23:54

Цитата:

далее ШПС

ШПС это шумоподобные сигналлы...
тоесть очень быстро меняется рабочая частота .. на слух воспринимается как шум..
это DSM DSM2 DSS DSSS FSS и еще куча всякого... блютусо-wifi-wimaxо-подобного барахла работающего на гигах... где там разброс 25% .. вы че..

pfg · 12.11.2010, 09:29

Есть еще фрактальные антены с очень большим рабочим диапазоном.

buxlo · 12.11.2010, 10:27

Сообщение от mvkarp

Резонансные характеристики антенн сильно зависят от геометрических размеров. И не только на "таких частотах", а на всех частотах.

может быть вы и правы но я не совсем соглашусь с вами, на низких частотах ,всё таки геометрия антенны не является определяющей (то есть резонансная характеристика не зависит от геометрии антенны) вобщем суть в том что резонанса можно добиться подбором ёмкости или индуктивности. При высоких частотах же этого нету, там всё строится на длине волны передаваемого сигнала. Тоесть насколько я понимаю длина антенны должна быть кратна полуволне передаваемого сигнала. Хотя надо канечно мне почитать про VHF сигналы и про антенны к ним. Пока тока представление обо всём этом из школьного и университецкого курса.

Сообщение от mvkarp

Или широкая полоса, или усиление. Одновременно - никак.

У меня тоже такие мысли были, что расширяя полосу мы просто ухудшаем качество связи в физическом понимании этого выражения, тогда впринципе всё становится понятно(тесть должны увеличивать мощность сигнала) . Также становица ясно окуда вокруг нас такой сильный электромагнитный фон, каторым нокия хочет питать свои мобильники. Вобщем собственно вы удовлетворили моё любопытство, просто теперь стало интересно нету никаких хитрых алгоритмов которые при меньшей мощности передаваемого сигнала обеспечивали бы лучшую связь P.S. Спасибо за книги на досуге почитаю.

Сообщение от vadd

блютусо-wifi-wimaxо-подобного барахла работающего на гигах... где там разброс 25% .. вы че..

в паре источников видел определение : По определению, введенному в 1990 году Комиссией Управления перспективных военных НИОКР Министерства обороны США (DARPA), к сверхширокополосным относятся системы и сигналы, имеющие 0,25 ‹ h ‹ 1, где h определяется по формуле:
h = (fверх - fниж)/(fверх + fниж). . А насчёт WiMax и всего другого наверно вы правы там разброс наверно не более 10%, но суть вопроса от этого не меняется .

mvkarp · 12.11.2010, 17:00

Сообщение от buxlo

но я не совсем соглашусь с вами, на низких частотах ,всё таки геометрия антенны не является определяющей (то есть резонансная характеристика не зависит от геометрии антенны) вобщем суть в том что резонанса можно добиться подбором ёмкости или индуктивности.

Это называется "удлинение" или "укорочение" антенны. На длинных волнах, к примеру, длина волны 3 км. Это ж какую антенну нужно выстроить? Вот и прибегают к искусственным приемам.
А вот передающие антенные поля для этих частот лучше увидеть самому. Впечатляет. Огромная площадь, куча точно по координатам расположенных мачт, растянутые провода между ними - это и есть антенное поле для мощного передатчика длинных волн.
А в быту - конечно, кусок провода, чувствительный приемный тракт и т.п.

spamkerdyk · 12.11.2010, 20:24

На самом деле ответ на пальцах выглядит достаточно просто
Сделайте виток из тонкого провода, присоедините к нему конденсатор: вот вам узкополосная антенна на одну частоту. Сделайте другой виток, чуть больше первого - вот другая частота. Следующий виток чуть больше второго. Сложите все витки вместе, присоедините к тому же конденсатору. Вот вам антенна на все частоты, на которых работали отдельные витки. Правда теперь она представляет собой кучу колебательных контуров, соединенных параллельно и все они мешают друг другу, сигнал с такой антенны меньше. Тем не менее первоначальные расчетные частоты излучаются и принимаются.
Ну и дело за малым: вместо отдельных витков слить все в сплошное кольцо. Частота сама найдет свой диаметр.
Логопериодические антенны по сути все та же куча колебательных контуров, соединенных параллельно. Просто не всегда надо, чтобы антенна принимала всю полосу частот равномерно, например телевизионная антенна, там достаточно расчитать конкретные элементы под конкретные каналы. Так количество связанных контуров будет меньше, а эффективность каждого контура выше.

Ну а расчет, тут уже публиковались ссылки на учебники. Достаточно не простая штука, в институтах выделяется как отдельная специальность.

mvkarp · 12.11.2010, 22:18

Сообщение от spamkerdyk

Сложите все витки вместе, присоедините к тому же конденсатору. Вот вам антенна на все частоты, на которых работали отдельные витки. Правда теперь она представляет собой кучу колебательных контуров, соединенных параллельно и все они мешают друг другу, сигнал с такой антенны меньше

Если Вы подсоедините отдельные витки к одному конденсатору, то получите новый единственный резонанс, а не несколько резонансов. Дело в том, что витки образуют единственную эквивалентную индуктивность, которая и принимается в расчет.
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). Вот здесь и получается широкополосность, но взаимная индуктивность вносит свои коррективы, и добротность контуров снижается.
Подобные явления происходят и в логопериодических антеннах.

Прочитать про резонансные, про связанные контуры можно в учебниках по основам теории цепей, по основам электротехники. Но там обычно приводятся достаточно сложные формулы, т.к. подобные учебники в основном для вузов. Книжки с простыми объяснениями таких процессов и минимумом формул мне не попадались. Либо вскользь, либо трудно.