Vlastnosti přijímacích antén pro VKV
Funkční
vlastnosti antén lze charakterizovat několika veličinami.
Nejdůležitější jsou:
1. směrovost
2. činitel zpětného příjmu
3. zisk
4. impedance
5. širokopásmovost
1. Směrovost antény
Požadavek na
směrovost antény vyplývá z toho, že v místě příjmu se
zpravidla skládá přímý signál od vysílače se signály
odraženými.. Vzhledem k tomu, že dráha přímého
signálu je kratší než dráha signálu odraženého, jsou
signály v místě přijímací antény navzájem časově
posunuty.
Anténa, která přijímá signál z
jednoho směru lépe než z jiných směrů, se nazývá
směrová anténa. Použitím takové antény je možné
vliv nežádoucího signálu podstatně omezit nebo ho úplně
odstranit. Směrové vlastnosti antény se nejčastěji
znázorňují diagramem poměrné směrovosti. V něm je graficky
znázorněna velikost napětí na svorkách antény v závislosti
na úhlu, pod kterým dopadá na anténu rovinná vlna s
konstantní intenzitou.
V rovině kolmé na dipól přijímá dipól všesměrově -
směrový diagram je kružnice. V rovině dipólu záleží na
úhlu, pod nímž vlna na dipól dopadá. Nejvyšší napětí na
svorkách dipólu je, dopadá-li vlna kolmo na dipól.
Přidáním dalších prvků k dipólu je možné směrový
diagram výrazně ovlivnit a zlepšit směrovost antény.
Směrový diagram se přitom rozpadne na hlavní lalok a na laloky postranní. Úhel a se nazývá třídecibelová
šířka svazku. Mírou směrových vlastností je velikost úhlu
v jehož rozsahu neklesne napětí na anténě o více než 3 dB
(70,8 %, tj. 50 % pokles výkonu), tzv. třídecibelová šířka
hlavního svazku.
Jednotlivé laloky
směrového diagramu jsou odděleny místy minimálního
příjmu, kterým se říká směry nulového příjmu. Polohy
takového směru lze využít pří potlačení nežádoucího
signálu. Potlačení nežádoucího signálu může být
větší, je-li anténa k rušivému signálu směrována
nulovým směrem i za cenu, že užitečný signál nedopadá ve
směru hlavního maxima.
2. Činitel
zpětného příjmu
Činitel zpětného příjmu je poměr napětí na svorkách
antény při příjmu ve směru hlavního maxima k napětí při
příjmu ve směru maxima největšího postranního laloku v
zadní části směrového diagramu. Tento.směr obvykle nesplývá s osou
hlavního laloku, takže někdy používaný název předozadní
poměr není zcela správný. Velikost činitele zpětného
příjmu výrazně ovlivňuje kvalitu výsledného signálu v
místech vícenásobného příjmu, typických např. v městské
zástavbě. Při
konstrukci antén nejvíce ovlivňuje velikost činitele
zpětného příjmu počet správně nastavených reflektorů
nebo odrazová stěna. Při spojení dvou nebo více
antén do anténní soustavy se činitel zpětného příjmu
anténní soustavy v porovnání s osamocenou anténou téměř
nezmění.
3. Zisk
Zisk antény udává, kolikrát větší napětí dodá na své
svorky anténa přijímající ve směru svého hlavního maxima
v porovnání s referenční anténou.
Obvyklou
referenční anténou v pásmu decimetrových vln je
normalizovaný půlvlnný dipól. Někdy se používá také
izotropní (všesměrový) zářič nebo elementární dipól.
Půlvlnný dipól lze na rozdíl od ostatních vztažných antén
v kmitočtových televizních pásmech I až V a v rozsazích
VKV snadno realizovat, takže se všeobecně dává přednost
údajům vztaženým k němu. Nicméně někteří výrobci
udávají zisk antén vzhledem k izotropnímu zářiči, neboť
jeho číselná hodnota je o 2,15 dB vyšší.
4. Impedance
Poměr napětí k
proudu na svorkách antény se nazývá vstupní impedance
antény.
Velikost impedance je významná, neboť má vliv na
přizpůsobení antény k napáječi, tzn. že pro max. přenos
vysokofrekvenční energie z antény do přijímače je třeba
zajistit, aby vlnová impedance antény byla stejná jako vlnová
impedance přijímače. Impedance antény je obecně komplexní,
skládá se z reálné části (činný odpor) a z imaginární
části (jalových složek). Je-li např. dipól v rezonanci, má
impedanci čistě reálnou; je-li dipól poněkud delší než l /2, má jalová složka indukční charakter;
je-li dipól kratší než l /2, má jalová složka
charakter kapacitní. Z požadavku přizpůsobení vyplývá, že
je žádoucí, aby výsledná impedance antény byla čistě
reálná. Ideální tenký půlvlnný dipól
umístěný ve volném prostoru má impedanci 73,13 W . Volbou počtu vodičů, jejich
vzdálenosti a poměrem jejich tlouštěk lze měnit vstupní
impedanci dipólu v širokých mezích.
Častěji
než údaj o impedanci antény se udává činitel stojatého
vlnění s (sigma) při spojení antény s
vedením se standardní impedancí. Přijatelná hodnota je a
< 1,5 ; větší
hodnoty mají za
následek zejména zmenšení zisku antény.
5. Širokopásmovost
Zisk antény a
zejména její impedance závisejí na kmitočtu přijímané
vlny. Širokopásmovost antény udává, v jakém rozsahu se
může měnit přijímaný kmitočet, aniž by se podstatně
změnily vlastnosti antény. Tento údaj je důležitý při
konstrukci antén pro skupinu kanálů nebo pro celé pásmo a je
významný i u antén pro příjem signálu jednoho kmitočtu.
Pětiprvková anténa s dvojitým reflektorem
Anténa je vhodná pro příjem v městských čtvrtích a tam, kde
členitost terénu způsobuje mnohosměrné šíření signálu.
Je zejména necitlivá na signály přicházející zezadu (viz diagram
pětiprvkové Yagi). Je velmi
vhodná pro vertikální polarizaci.
Technické údaje:
-provozní zisk: 6 – 6,4 dB
-činitel zpět.
příjmu: -20 dB
-činitel stojatého vlnění:< 1,5
-třídecibelová
šířka svazku ve vodo- rovné rovině a h: 65°
-třídecibelová
šířka svazku ve svislé rovině a v: 75°