Розглянемо деякі основні типи антен і діаграми спрямованості, які вони створюють.
Антена Yagi (хвильовий канал) наприклад 960 кГц, виглядає так, як показано нижче.
Така антена забезпечує стиснення як у вертикальній, так і в горизонтальній площині і відноситься до різновиду спрямованих.
Зверніть увагу, що на її діаграмі спрямованості в горизонтальній площині точки половинної потужності ширші, ніж на діаграмі спрямованості у вертикальній площині.
Антени типу Yagi зазвичай використовуються для зв'язку "точка-точка" або " точка-мультиточка".
Колінеарна антена. Свою назву вона отримала завдяки тому, що кілька диполів укладені вертикально всередині захисного скловолоконного корпусу.
Цей тип антен використовується, коли потрібно покрити зону навколо місця встановлення антени або в усіх напрямках по горизонту однаково. Все ущільнення в цьому типі антен відбувається у вертикальній площині (вертикальна поляризація).
В горизонтальному плані (внизу) ми бачимо, що колінеарна антена забезпечує однаковий рівень сигналу в усіх горизонтальних напрямках.
Чотирипроменева дипольна решітка. Зверніть увагу, що чотири елементи закріплені на опорній трубі:
Оскільки опорна труба виготовлена з міцного металу, щоб підтримувати антену, коли вона встановлена на вежі, природна кругова горизонтальна діаграма спрямованості, яку вона створює в горизонтальній площині, спотворюється, оскільки труба відбиває сигнал від неї. При цьому, важливим є відстань від опорної труби до диполя.
Інколи, це може бути навіть корисно, коли вежа знаходиться не в центрі території, яку ми хочемо покрити. Наприклад, якщо вежа знаходиться близько до берегової лінії, а нам не потрібно покривати океан, бо цікавить лише беріг.
Наведені вище схеми показують, що створює двопроменева дипольна решітка, коли відстань між дипольними елементами і опорною трубою становить ¼ довжини хвилі.
Вище ми бачимо зміни, які відбуваються, коли ми встановлюємо відстань до опорної труби 3/8 WL.
Залежно від того, які потреби покриваються, це також може бути дуже корисною схемою. Зверніть увагу, що пікове значення коефіцієнта підсилення змінилося порівняно з відстанню ¼ WL, але не набагато. Ми випромінюємо однакову загальну кількість енергії в обох вищезгаданих ситуаціях, просто форма діаграми спрямованості змінюється через відстань і різницю в стисканні, яку спричиняє труба.
Нижче показано результуючу діаграму спрямованості, коли відстань між диполем і трубою становить ½ WL.
Цей принцип широко використовується, коли метою є долини, оскільки ми хочемо отримати довгу і вузьку діаграму. Зауважте, що при такому розташуванні коефіцієнт підсилення є значним і дасть хороші результати як вгору, так і вниз по долині.
Багато досить дивних діаграм спрямованості можна отримати, змінюючи розташування диполів і додаткових рефлекторів.
Більшість систем зв'язку вимагають можливості як передавати (Tx.), так і приймати (Rx.). Зазвичай передача здійснюється на одній частоті, а прийом - на іншій, але обидві функції знаходяться в одному діапазоні.
Механічні аспекти
Конструкція будь-якого з трьох основних типів антен повинна бути оцінена на механічну міцність. Багато місць, де встановлюються антени, знаходяться на вершинах гір, де панує сувора погода. Вони піддаються впливу вітру, дощу, снігу та блискавок. Вони можуть бути встановлені поблизу берегових ліній, де є соляні бризки і так зване солоне повітря. Їх часто встановлюють на нафтових родовищах, де в результаті згоряння димових газів утворюється кисле або їдке середовище. Все це може призвести до виходу антени з ладу через механічні дії та хімічний вплив.
Роз'єми модулів РЕБ "Квертус" після бойових виходів. Так виглядають пошкодження корпусу і антенного роз'єму без додаткових конструктивних рішень. Це приклад жорсткої механіки, коли роз'єм виламується з-за коливань антени під час руху машини по бездоріжжю. Фото @serhii_flash
Міркування щодо витрат на систему
Коли ми розглядаємо ризик виходу системи з ладу, єдиним компонентом, який піддається найбільшому ризику, є антена, а не фільтри чи радіо, оскільки їх захищають блискавковідводи. Окрім блискавки, антени піддаються всім вищезгаданим впливам. Під час сильної негоди, коли відбувається найбільше поломок антен, система зв'язку, як правило, потребує їх найбільше. Тому розумно використовувати антени, які мають дуже міцну конструкцію і добре захищені від атмосферних впливів.
У відсотковому відношенні до вартості системи вартість антени дуже мала, тому купувати дешеву і ненадійну антену - погане рішення. Майже завжди вартість монтажу антени у багато разів перевищує вартість самої антени.