Преглед на кода на Антена

{{Друго значение|радиотехническото устройство|анатомичния орган|антена (биология)}}
[[Файл:Kopitoto.JPG|мини|Телевизионна кула с антени на „Копитото“-Витоша]]

'''Антената''' е радиотехническо устройство за преобразуване на [[електромагнитни вълни]] в [[електрически ток]] и обратно, което се използва за [[Предаване (телекомуникации)|предаване]] и приемане на [[сигнал]]и. Формата, размерите и конструкцията на антените са разнообразни и зависят от [[дължина на вълната|дължината на вълната]] на излъчваните и приеманите сигнали и от предназначението на антената. Най-общо антената може да е изпълнена като отрязък от метален проводник или комбинация от такива проводници, метални рупори, отразяващи метални огледала с различна форма, [[вълновод]]и с метални стени и коаксиални линии, в които са изрязани процепи и други.


Ако антената се постави в [[електромагнитно поле]], то индуцира между контактите ѝ [[електродвижеща сила]] и в нея протича [[променлив ток]]. Затова в най-общия случай антената е пасивно устройство. Всяка пасивна антена може да работи в режими на предаване и приемане, в които има едни и същи характеристики и параметри. Ако към нея непосредствено е включено активно устройство като елемент на предавател или приемник, получава се активна антена, която е само предавателна или приемна и няма обратими свойства.<ref name="АУ">Д. Д. Дамянов – Антенни устройства, Военно издателство, София, 1978 г.</ref>
[[Файл:Dipolentstehung.gif|мини|250п|Илюстрация на превръщането на паралелен трептящ кръг в диполна антена. Силовите линии на електрическото поле са в син цвят, а на магнитното поле – в червен.]]
[[Файл:AntennaSymbol.png|ляво|мини|60п|Символ за изобразяване на антена в [[Електронна схема|електронните схеми]]]]

== Характеристики на антените ==
Антената се характеризира с насочени, фазови и поляризационни свойства. В съответствие с това основните характеристики на антените са:<ref name="АУ"/>
* Характеристика на насоченост (ХН). Това е функция <math>f(\varphi, \theta)</math>, която определя изменението на амплитудата на напрегнатостта на полето, създавано от антената, в равно отдалечени точки от излъчвателя във всички посоки '''φ''' и '''θ''', т. е. по повърхността на сфера с център излъчвателя. Тъй като на различно разстояние от излъчвателя (различен радиус на сферата) амплитудата на полето е различна, използва се нормирана ХН – всички стойности на измереното поле се разделят на максималната. Така стойностите на нормираната ХН не надвишават единица <math>0 \le F(\varphi, \theta) \le 1</math>

Графичното изображение на ХН се нарича [[диаграма на насоченост]] (ДН). В пространството тя представлява тримерно изображение. Двете взаимно перпендикулярни сечения на това пространствено тяло представляват ДН в хоризонтална и вертикална равнина – <math>F(\varphi)</math> и <math>F(\theta)</math>. Те могат да се изобразяват:
# '''в полярна координатна система''': ъгъл, определящ посоката на наблюдение '''φ''' или '''θ''' и радиус-вектор, определящ амплитудата на полето или мощността в тази посока;
# '''в правоъгълна координатна система''': – по абцисната ос – ъгълът, определящ посоката на наблюдение, а по ординатната (в линеен или логаритмичен мащаб) – амплитудата на полето или мощността в тази посока.

Видове ДН – тороидална, игловидна, ветрилообразна (веерна), със специален профил (косекансна)

* Фазова характеристика (съответно фазова диаграма)
* [[Поляризация (вълни)|Поляризационна]] характеристика ПХ (съответно поляризационна диаграма ПД). Това е характеристиката, която показва закона на изменение големината и посоката на вектора на напрегнатостта на електрическото поле '''Е''' за един период на електромагнитното колебание.
[[Файл:15el-yagi-dn800.PNG|250п|мини|Диаграма на насоченост на антена в полярна координатна система и параметри: ширина на ДН, D, μ]]
[[Файл:Dipole xmting antenna animation 4 408x318x150ms.gif|мини|Анимация на излъчване на [[радиовълни]] от вертикален симетричен [[полувълнов вибратор]], показваща линиите на [[Електрично поле|електричното поле]]. Антената се захранва в средата от предавател с променлив ток, изобразено чрез смяна на полярността в двата края на дипола чрез знаците (''<span style="color:red;">+</span>'') положителна и (''<span style="color:blue;">−</span>'') отрицателна.]]
[[Файл:136 to 174 MHz base station antennas.jpg|дясно|мини|250x250пкс|Вибраторни антени в базови станции 136 – 174 MHz. От ляво надясно: <br>1) Колинеарна решетка от диполи. 2) Четириелементна линейна решетка от шлейф-вибратори. 3) Коаксиална антена. 4) Ъглова вибраторна антена.]]
[[Файл:Sputnik asm.jpg|дясно|мини|250x250пкс|Ъглови вибраторни антени на първия изкуствен спътник на Земята. <small>Двете антени са разположени кръстообразно. Всяка от тях се състои от два вибратора с дължина 2,4 m и 2,9 m, ъгълът между които е 70°. Такава антена при работна дължина на вълната от 15 и 7,5 m осигурява близка до равномерна характеристика на насоченост (необходима поради факта, че спътникът не е ориентиран) и добри входни импеданси, като се отчита влиянието на металното тяло на спътника.</small>]]
[[Файл:Главная антенна питерской телебашни.jpg|дясно|мини|250п|Мощна антена на [[Санкт Петербург|Петербургската]] телевизионна кула на 326 метра над земята]]
[[Файл:Schwarzbeck BBHA 9120 D.jpg|дясно|мини|250п|Рупорна месингова широколентова антена за честоти 0,8 – 18 GHz]]
[[Файл:Seeker Kh-35E maks2005.jpg|дясно|мини|250п|Вълноводно-процепна ФАР в състава на главата за самонасочване на противокорабната ракета Х-35Э, 2005 г.]]

== Параметри на антените ==
* Входно съпротивление (входен импеданс): '''Z<sub>вх</sub> = R<sub>вх</sub> + jX<sub>вх</sub>'''
* Коефициент на [[стояща вълна]]: '''КСВ''' (коефициент на бягаща вълна '''КБВ = 1/КСВ''')
* [[:ru:сопротивление излучения антенн|Съпротивление на излъчване]]: '''R<sub>и</sub> = P<sub>и</sub> / I<sup>2</sup>'''
* Съпротивление на загубите: '''R<sub>з</sub> = P<sub>з</sub> / I<sup>2</sup>'''
* Мощност на излъчване: '''P<sub>и</sub> = R<sub>и</sub>I<sup>2</sup>'''
* Мощност на загубите: '''P<sub>з</sub> = R<sub>з</sub>I<sup>2</sup>'''
* Пълна мощност: '''Р<sub>а</sub> = P<sub>и</sub> + P<sub>и</sub>'''
* Коефициент на полезно действие: '''η=P<sub>и</sub>/Р<sub>а</sub>'''
* Коефициент на насочено действие (насоченост): '''D'''
* Ширина на ДН в хоризонтална и вертикална равнина: '''(2φ)°<sub>0,5</sub>,(2θ)°<sub>0,5</sub>'''
* Коефициент на усилване: '''G'''
* Ниво на страничните листи в диаграмата на насоченост: '''μ'''
* Коефициент на разсейване: '''β'''
* Действаща височина: h<sub>д</sub>
* Ефективна площ: '''A'''
* Коефициент на използване на отвора (апертурата): '''''ν'''''
* Ефективност: '''g=''ν''.η'''
* Лента на пропускане: '''2Δf/f<sub>0</sub>'''
* Максимална и минимална работна честота: '''f<sub>max</sub>''', '''f<sub>min</sub>'''
* Коефициент на покритие: '''k<sub>п</sub>=f<sub>max</sub>/f<sub>min</sub>'''
* Шумова температура: '''Т<sub>а</sub>'''<ref name="АУ"/>

== Видове антени ==
Антените се класифицират по различни признаци – принцип на действие, режим на работа, конструкция, материал, състав, насоченост, честотен обхват, поляризация, начин на захранване, вид монтаж.<ref name="АУ"/><ref name="СА">Михайлов М. А. – Специализирани антени, Шумен, 2001 г.</ref>

=== Според принципа на действие ===
==== Антени със стояща вълна на тока ====
* [[:ru:Вибраторные антенны|Вибраторни антени]]
** Симетричен вибратор ([[дипол]])
*** Разделен вибратор
*** Контурен вибратор ([[:ru:Пистолькорс, Александр Александрович#Вклад в науку|шлейф-вибратор]], двоен и троен вибратор, вибратор на [[Александър Александрович Пистолкорс|Пистолкорс]])
*** Ъглова вибраторна антена <ref>Г. Т. Марков, Д. М. Сазонов – Антенны. М.: Энергия, 1975. С. 497.</ref>
*** Шунтов вибратор (диапазонен шунтов вибратор, широколентов симетричен вибратор)
*** Дипол на [[:ru:Надененко, Сергей Иванович|Надененко]]
*** Обърната V-образна антена (антена „Inverted V“)
*** [[Коаксиален кабел|Коаксиална]] антена
*** Антена с управляемо излъчване на фидера (CFR антена)
** Несиметричен вибратор (мо̀нопол)
*** Пръчковидна (щифтова) антена, скъсена пръчковидна антена
*** Антена кула
*** Антена мачта
*** Вертикална антена с горно захранване ([[фадинг|антифадингова]] антена)
*** Антена на [[Ърнест Ф. Александерсен|Александерсен]]
*** J-образна антена
*** Антена за зенитно излъчване
*** Диелектрична [[резонатор]]на антена
** [[Турникет]]на антена
** [[Аеростат]]на антена
* Многовибраторни [[Фаза (вълни)|синфазни]] антени,
** [[Вектор|Колинеарна]] антена
** Хоризонтална диапазонна антена <ref name="Айзенберг">Г. З. Айзенберг, С. П. Белоусов, Э. М. Жубенко и др. Коротковолновые антенны / Под ред. Г. З. Айзенберга. М: Радио и связь, 1985. С. 312 – 343. С. 224 – 263</ref>
* [[:ru:Щелевая антена|Процепни антени]]
** Процепни антени в плосък екран
*** Симетричен процеп
*** Несиметричен процеп (жлебовидна/каналовидна антена)
** Процепни антенни решетки
*** [[Вълновод]]но-процепни антени ([[резонанс]]ни и нерезонансни)
*** [[Коаксиален кабел|Коаксиално]]-процепни антени (резонансни и нерезонансни)

==== Антени с бягаща вълна на тока ====
* [[:ru:Директорная антена|Директорни антени]] (антени тип „вълнови канал“ или Уда-Яги антени)
* [[:ru:Спиралная антена|Спирални антени]]
* Антени с повърхностни вълни (диелектрични антени и антени с периодична структура)

==== Апертурни антени ====
* [[Вълновод]]ни излъчватели
* [[Рупор]]ни антени
* [[Огледални антени]] ([[:ru:Зеркальные антенны|рефлекторни антени]])
** Симетрични или прякофокусни (директнофокусни) огледални антени
*** Параболични: ротационен параболоид, параболичен цилиндър
*** Сферична антена
*** Сферопараболична антена
** Несиметрични огледални антени
*** Елиптичен параболоид (офсетна антена)
*** Отрязък от симетрична огледална антена
** Рупорно-параболична антена
** Многорефлекторни антени
*** Двурефлекторна антена с плосък екран
*** [[:ru:Антенна Кассегрена|Антена на Касегрейн]]
*** [[:ru:Антенна Грегори|Антена на Грегори]]
** Огледална антена тип чадър
** [[Перископ]]ична антена
** [[Тороид]]ална антена
* [[:ru:Линзовые антенны|Лещови антени]]
** Забавящи лещови антени
** Ускоряващи лещови антени

==== Сканиращи антени ====
* Антени с електромеханично сканиране
* Антени с електронно сканиране
** Антени с честотно сканиране
** [[Фазирана антенна решетка|Фазирани антенни решетки]] (ФАР)

==== Антени с обработка на сигналите (смарт-антени) ====
* Антени с линейна обработка на сигналите; Моноимпулсни антени
** Антени с амплитудна пеленгация
** Антени с фазова пеленгация; Радиоинтерферометър
* Антени с нелинейна обработка на сигналите
** Антени с логическа обработка на сигналите
** Антени с [[Корелация|корелационна]] обработка на сигналите
* Многолъчеви антени
* Антени с временна модулация на параметрите (динамични антени)
* Самофокусиращи се антени
** Антени със синтезирана апертура
* Радиооптични антенни решетки
* Адаптивни антени
[[Файл:Dipole receiving antenna animation 6 800x394x150ms.gif|мини|Анимация на приемане на [[радиовълни]] от хоризонтален симетричен [[полувълнов вибратор]]. Изобразената вълна показва изменението на напрегнатостта на [[Електрично поле|електричното поле]] (''<span style="color:green;">E, зелен цвят</span>''). Антената е свързана с приемника, чието входно съпротивление е означено с ''R''. Показано е изменението на тока по двете рамена на вибратора: полярността – със знаците (''<span style="color:red;">+</span>'') положителна и (''<span style="color:blue;">−</span>'') отрицателна, а посоката – с '''черни стрелки'''. <span style="color:red;">Амплитудата на индуктираното напрежение V в антената е изобразена с червена вълна</span>.]]
[[Файл:The Atacama Compact Array.jpg|400px|мини|Антенна система „Atacama Compact Array“ (ACA) на надморска височина 5000 метра в Северно Чили – 4 бр. 12-метрови и 12 бр. 7-метрови отделни огледални антени, произведени в Япония. За изследване на небесни обекти с голям ъглов размер, като молекулярни облаци и близки галактики.]]
[[Файл:Radar antenna.jpg|мини|250px|Свръхширокодиапазонна многообхватна [[радар]]на антена ALTAIR (от англ.) за засичане и проследяване на космически обекти в противоракетната отбрана.]]

=== Според режима на работа ===

* Предавателни
* Приемни
* Приемо-предавателни

=== Според конструкцията ===
* Линейни антени
* Плоски антени
* Пространствени антени
* Проводникови антени – вибраторни (диполни и телескопични) и жични
* Логопериодични антени
* Антени-кули
* Антени-мачти
* Рамкови антени, Антени „Двоен квадрат“
* [[Ферит]]ни антени
* Съставни антени (пач-антени)
* Печатни антени
* Микролентови антени

=== Според материала ===
* [[Метал]]ни
* [[Диелектрик|Диелектрични]]
* [[Плазмена антена|Плазмени]]
* [[Хибрид]]ни

=== Според състава ===
* Едноелементни антени
* Антенни системи (решетки)
** Едномерни
** Двумерни
** Тримерни

=== Според честотния обхват ===
* Настроени антени
* Широколентови антени (широкоспектърни)
* Свръхширокодиапазонни антени

=== Според насочеността ===
* Ненасочени антени (точкова, изотропна антена) – <br>D = 1
* слабонасочени 1 < D < 10
* среднонасочени 10 < D < 100
* силнонасочени (остронасочени) антени D > 100

=== Според начин на захранване ===
* Активни антени
* Пасивни антени

== Изчисление и изследване на антени ==
[[Файл:T antenna vs vertical antenna.svg|мини|Амплитудно разпределение на тока по дължината на несиметричен четвъртвълнов вибратор (''а'') и симетричен полувълнов вибратор с вертикална част (''b'')]]
Изчислението на антените е сложен процес, който е елемент от проектирането. Включва изчисляване на конструктивните и електрическите параметри и на характеристиките на антените. Извършва се по частни методики за отделните видове антени.<ref name="Проектиране">Дамянов Д. Д. – Проектиране на радиолокационни антенно-фидерни устройства. ВТС, 1978 г.</ref><ref name="РЛУ-ДМД">Д. Д. Дамянов, М. А. Михайлов, Д. Х. Димитров – Ръководство за лабораторни упражнения по антенни устройства, ВТС, 1989 г.</ref>

Ориентировъчно дължините на вибраторните антени (диполи) са близки до кратни стойности на дължината на вълната, например несиметричен четвъртвълнов вибратор (L=λ/4), симетричен полувълнов вибратор (L=λ/2), вълнов вибратор (L=λ) и т.н. Кратните стойности могат да се умножат с определени коефициенти за получаване на резонансни дължини (при които входното съпротивление е чисто активно). Следователно антенните излъчватели (вибратори, процепи, спирали, рупори) с по-големи размери са предназначени за по-големи дължини на вълната (по-ниски честоти), а тези с по-малки размери – за по-малки дължини на вълната (по-високи честоти). Класическият сгънат дипол не е наполовина на размери на обикновен дипол и в действителност е идентичен по дължина. Физическото решение е, че сгънатият дипол се състои и от втори дипол с второстепенно използване на проводника над него. Разстоянието между проводниците трябва да бъде минимално, за да остане във фаза разделената секция и последователността на вторичния проводник.

Сложните конструкции на антени се изчисляват чрез техни заместващи схеми – еквивалентни схеми. Те представляват нискочестотни аналози на антените, в които техните елементите се заменят със съответните импеданси, капацитети и индуктивности.

Изследването на антените обхваща експериментално определяне на:
* характеристиките на антените (изследване на ХН и построяване на ДН, изследване на ПХ и построяване на ПД;
* параметрите на антените (коефициент на усилване, входно съпротивление, честотна лента на пропускане и др.)

== Галерия ==
<gallery class="center" widths="200px" heights="200px">
Картинка:Rabbit-ears dipole antenna with UHF loop 20090204.jpg|Стайна диполна антена UHF
Картинка:Folded dipole.jpg|Външни диполни антени тип <br>„двоен вибратор“
File:AmateurRadioAntenna.JPG|Радиолюбителска антена
Картинка:Car radio antenna extended portrait.jpeg|[[Автомобил]]на антена
File:Anntenna.jpg|Микроминиатюрни антени
File:Émetteur de Tramoyes - 2.JPG|Предавателна антена мачта
Картинка:Reach for the Sky.jpg|[[Сателит]]на огледална антена
Картинка:Cell-Tower.jpg|Мачта с антени на [[мобилен оператор]]
Картинка:Yagi.png|Директорна антена (антена Яги)
Картинка:Antenna.jpg|[[телевизия|Телевизионни]] приемни антени за VHF и UHF
|Директорна антена за цифрова телевизия с много високо качество
File:LPDA-Antenna.jpg|Логопериодична антена за любителско радиоразпръскване на честоти 400 – 4000 MHz
File:Antena para Televisión Digital Abierta.JPG|Монтаж на външна UHF антена за [[цифрова телевизия]] във Венецуела
File:RDuckyAntenna.jpg|Спирална антена с гумено покритие на преносимо устройство за [[безжична комуникация]]
File:Antennes VHF avion Dassault 01.jpg|Самолетна антена на международната изложба по аеронавтика и въздухоплаване в Бурже, Франция, 2011 г.
File:Communications tree.jpg|Предавателна антена мачта, облечена като дърво, близо до Блоемендаал ан Зее, Нидерландия
File:Antenagrilla.JPG|Огледална антенна система с решетъчен рефлектор за честоти под 2,5 GHz
File:GPS roof antenna dsc06160.jpg|Покривна антена за [[GPS]] система
File:Рамочная комнатная антенна.JPG|Рамкова стайна телевизионна дециметрова антена
File:ASR-9 Radar Antenna.jpg|Антенната система на РЛС ASR-9 с основен радар (огледална параболична антена) и запитвач (правоъгълна антена, отгоре) за определяне на принадлежност и височина
Картинка:Antenne gp vhf 3.jpg|Вертикален четвъртвълнов вибратор за VHF с 3 заземени проводника за увеличаване на излъчената мощност в хоризонтална посока, наклонени за увеличаване на Z<sub>вх</sub> до 50 ома.
File:130312-Nauen.jpg|Многоелементна пространствена антенна система „Дрехстанд“ в Науен, Холандия, изградена през 1964 година.
File:Phased array radar AN TPS-59.jpg|Фазирана антенна решетка на радара за защита от балистични ракети AN/TPS-59(V)3, използван от американския морски корпус в Афганистан
File:Active dipoles of low-frequency Giant Ukrainian Radio Telescope (GURT) phased array. Kharkiv oblast, Ukraine.jpg|Активни диполи на фазирана антенна решетка на нискочестотния Гигантски Украински РадиоТелескоп (ГУРТ) в Харковска област, Украйна
Файл:Antenna_d44ac.jpg|Многолентова ротационна, насочена антена, използвана за [[радио]]любителски цели
File:Frazier Peak, tower and Honda Element.jpg|Комуникационна кула с антени за микровълнови релейни връзки на връх Фрейзър в планината Сан Емиджо, окръг Вентура, Калифорния
File:Antena ulia 001.JPG|Огледални, вибраторни и директорни антени на обща кула
File:Antenas en la cima del Volcán.JPG|Огледални, директорни и вибраторни антени на частни фирми на връх Вулкан
File:Parabolic antennas on a telecommunications tower on Willans Hill.jpg| Параболични микровълнови антени в телекомуникационна кула на Уилс Хил, Уага Уага, Нов Южен Уелс, Австралия
</gallery>

Цилиндричните форми на последните 4 снимки са метални обвивки около параболичните рефлектори. Те защитават антената от сигнали, идващи от странични посоки. Това позволява на антените, разположени близо една до друга, да използват еднакви микровълнови честоти, без да си пречат. Антените имат тънки пластмасови листове над отворите им, за предпазване от валежи.

== Вижте също ==
* [[Предавател]]
* [[Усилвател]]

== Източници ==
<references />

== Външни препратки ==
{{Commonscat-inline|Antennas}}
* [http://pencho.my.contact.bg/start/comp/anteni/antcalc.htm Онлайн калкулатор за изчисляване на антена]

[[Категория:Антени| ]]
[[Категория:Радиотехника]]