Как работает антенна

Антенна работает в разных режимах: передающая — для излучения электромагнитных волн, приёмная — для приёма. Передающая Преобразует направляемые электромагнитные волны, движущиеся от радиопередатчика по фидерной линии к входу антенны, в свободные расходящиеся в пространстве электромагнитные волны. Упрощённо принцип действия: как правило, конструкция антенны содержит металлические (токопроводящие) элементы, соединённые электрически с радиопередатчиком. Переменный электрический ток, создаваемый источником, протекает по токопроводящим элементам и порождает в пространстве вокруг себя переменное магнитное поле. Это меняющееся во времени магнитное поле, в свою очередь, воздействует на породивший его электрический ток и создаёт вокруг себя меняющееся во времени вихревое электрическое поле. Это переменное электрическое поле создаёт вокруг себя переменное магнитное поле и так далее — возникает взаимосвязанное переменное электромагнитное поле, образующее электромагнитную волну, распространяющуюся от антенны в пространство. Энергия источника электрического тока преобразуется антенной в энергию электромагнитной волны и переносится электромагнитной волной в пространстве. Приёмная Преобразует падающие на неё свободные волны в направляемые волны фидера, подводящие принятую энергию к входу радиоприёмника. В режиме приёма переменное электромагнитное поле падающей на антенну волны наводит токи на токопроводящих элементах конструкции антенны, которые поступают в нагрузку (фидер, радиоприёмник). Наведённые токи порождают напряжения на входном импедансе приёмника. Важно: в режиме приёма антенна не всю падающую на неё мощность передаёт в нагрузку — часть её отражается от антенны и рассеивается в окружающем пространстве. И эту мощность нельзя определить только через характеристики и параметры антенн в режиме передачи, поскольку распределения тока или поля у передающих и приёмных антенн будут отличаться. Виды Антенны классифицируют по разным признакам, например: По направленности. Бывают всенаправленными (равномерно излучают или принимают сигнал во всех направлениях в горизонтальной плоскости) и направленными (концентрируют энергию в одном или нескольких направлениях). По диапазону частот. Часто антенна проектируется под определённую длину волны, и её геометрия кратна этой длине. Существуют широкополосные и узкополосные типы. По обработке сигнала. Выделяют пассивные (без обработки), активные (позволяющие усиливать и преобразовывать радиосигналы) и адаптивные (способные изменять свои направленные свойства). Расчёт Параметры антенны рассчитывают с учётом рабочей длины волны. Например, в классической симметричной дипольной антенне длина каждого штыря должна равняться половине длины волны или 1/4 волны для каждого штыря, чтобы обеспечить резонанс и усиление сигнала. Также учитывают частотные характеристики — изменение основных параметров антенн с частотой. Реально на практике радиосредства работают в некоторой полосе частот, и границы рабочей полосы частот определяются условием соответствия основных параметров определённым техническим требованиям. Важно: реальная антенна преобразует в электромагнитную волну лишь часть энергии источника — остальная энергия расходуется в виде тепловых потерь.