1.2.1. Антенны.
Понятие ЭФФЕКТИВНОСТЬ АНТЕННЫ.
Для того чтобы обеспечить эффективное излучение/прием радиосигналов антенной, необходимо, чтобы её длина была согласованной с длиной волны излучаемого/принимаемого сигнала. Минимальная длина настроенной в резонанс штыревой антенны составляет четверть длины волны. Полуволновая антенна эквивалентна параллельному контуру, настроенному в резонанс.
Четвертьволновая антенна без противовесов соответствует последовательному резонансному контуру с сопротивлением потерь, равным Rа ~ 35 Ом. При частоте передатчика ББ около 47 МГц ј L/а составляет (с учетом коэффициента укорочения 0,95) примерно 150 см. Максимальная длина применяемых в ББ телескопических антенна не превышает обычно 30...50 см, а в НБ — 15..25 см.
Укороченная штыревая антенна (рис. 1.1.) имеет емкостное входное сопротивление и очень низкий КПД. Для настройки в резонанс на рабочую частоту (электрического “удлинения”) последовательно с укороченной антенной включается катушка индуктивности, имеющая высокую добротность и элемент настройки.
Рис. 1.1. Антенны радиотелефонов
Применение удлинительной катушки.
Применение удлиняющей (удлинительной) катушки значительно повышает эффективность излучения укороченной штыревой антенны, настраивая ее на резонансную частоту.
Она может быть расположена на вводе антенны внутри корпуса базового или носимого блока, снаружи в основании антенны или ее середине.
В двух последних случаях катушка заделывается в пластмассовую оболочку.
Укороченные антенны.
Большую эффективность излучения имеют укороченные антенны, у которых удлинительная катушка находится не в корпусе передатчика и не в ее основании, а в середине антенны (CLC-катушка), что особенно рационально, т.к. длинный штырь неудобен в эксплуатации.
Несмотря на электрическое удлинение укороченной антенны, ее КПД значительно ниже, чем у настроенного четвертьволнового и, тем более, полуволнового вибраторов (по утверждению некоторых авторов [24, 25] КПД сильно укороченной штыревой антенны менее 10%). Замена штатной антенны радиотелефона на четвертьволновый штырь однозначно приводит к увеличению дальности связи аппарата.
Диаграмма направленности штыревой антенны.
Расположенная вертикально штыревая антенна имеет круговую диаграмму направленности в горизонтальной плоскости, то есть радиоволны распространяются равномерно во всех направлениях. В реальных условиях тело человека, крупные металлические предметы, железобетонные перекрытия и провода искажают диаграмму направленности, в результате чего в некоторых направлениях излучение антенны резко уменьшается. По этой причине в помещении могут возникать зоны неуверенной работы радиотелефона, плохой слышимости или даже отсутствия связи.
Короткие спиральные антенны.
Большое распространение получили короткие спиральные антенны, т.е. антенны с распределенной индуктивностью (рис. 1.1), Спиральная антенна длиною в три раза меньшей, чем настроенная в резонанс штыревая, обеспечивает такую же напряженность поля в точке приема [33]. Кроме того, спиральная антенна имеет лучшую (более сжатую в вертикальной области) диаграмму направленности, а также возможность изменения ее (диаграммы направленности) с изменением параметров спирали: шага и диаметра намотки. В то же время спиральная антенна, выполненная на гибком основании, значительно меньше подвержена механическим повреждениям при эксплуатации. Такими антеннами снабжаются радиопередающие устройства, как УКВ, так и СВЧ диапазонов, в том числе РТ диапазона 900 МГц.
Антенны низкочастотного канала.
В радиотелефонах, которые используют “низкочастотный канал” (1,6...1,8 МГц), в качестве передающей антенны базового блока работает электросеть, проложенная в данном помещении. Сигналы передатчика поступают в нее через разделительные фильтры, полностью исключающие влияние сети переменного тока.
Приемной антенной в этом канале служит магнитная антенна, аналогичная применяемым в радиовещательных приемниках с ДВ и СВ диапазонами. Чтобы еще более упростить конструкцию, в некоторых моделях РТ, например, AT&T Nomad-250 вообще обходились без наружных антенн. В качестве передающей антенны высокочастотного канала используется полоса фольги, проложенной в корпусе трубки, а в качестве приемной в ББ — зигзагообразная антенна, выполненная травлением на фольгированном гетинаксе для стеклотекстолите.
