Базовые антенны для рации Project

Базовые антенны для рации

В современных системах связи антенны для базовых станций являются важным компонентом, обеспечивающим наше ежедневное общение от голосовых вызовов до высокоскоростной передачи данных. Базовые антенны обычно устанавливаются на мачте или на крыше и подключаются к базовой станции с помощью коаксиального кабеля. Базовые антенны доступны в различных формах и размерах, могут быть как всенаправленными, так и направленными антеннами, отличаться своей рабочей частотой и зоной покрытия.

Различные системы связи будут использовать различные базовые антенны, такие как базовые антенны для работы на частотах 27 МГц (CB), обычно используемых для персональных и коммерческих радиосистем ближнего действия, базовые антенны VHF, обычно используемые для морских, авиационных и систем работающих на частотах 136-174 МГц, а также базовые антенны UHF, обычно используемые для профессиональных систем связи с частотами 400-512 МГц, мобильной связи, военных систем и систем вещания.

Базовая антенна будет излучать сигналы в определенных направлениях на основе ее диаграммы направленности, а зона покрытия будет определяться ее направленностью. В целом базовые антенны выполняют функцию преобразования электрических сигналов в электромагнитные волны и наоборот, тем самым обеспечивая соединение между базовой станцией и пользователями.

Выбор базовой антенны

Большинство ошибок при выборе базовой антенны для радиостанции не технические. Проектируя свою систему не всегда понятно какие частоты следует выбрать для эффективной работы в Ваших условиях эксплуатации, когда целесообразно использовать вертикальную или дипольную антенну, а когда направленную.

На что следует обратить внимание при выборе базовой антенны

• Полоса рабочих частот
• Тип базовой антенны
• Коэффициент усиления
• Подводимая мощность
• Высота установки и механические требования
• КСВ
• Грозозащита

Полоса рабочих частот

В радиосвязи используются разные частоты. КВ диапазон - 2-30 МГц, CB диапазон - 27 МГц, LB - 30-60 МГц, Авиационный диапазон - 108-136 МГц, VHF диапазон - 136-174 МГц, Морской диапазон - 156-163 МГц, Речной диапазон - 300-350 МГц, UHF диапазон - 400-520 МГц. Разница в частотах не просто цифры. Это разные физические законы распространения волны, разные условия применения и разные конструктивные решения для антенн.

Чем ниже частота тем волна лучше огибает препятствия (холмы, лесные массивы, неровности рельефа). Это явление называется дифракцией. Именно поэтому для дальней радиосвязи используют КВ частоты, а системы построенные с использованием частот VHF традиционно применяются на открытых территориях с пересечённым рельефом, в сельской местности, в лесных зонах. В условиях пересеченной местности при равной мощности передатчиков и одинаковом усилении базовые антенны VHF уверенно работает с большей дальностью, чем при использовании частот UHF диапазона.

UHF волны лучше проникают сквозь строительные конструкции, стены, перекрытия, стеклопакеты. В этих условиях затухание сигнала сильнее на VHF частотах, нежели на UHF. Поэтому системы радиосвязи для применения в городских условиях, на складах или производственных помещениях, в торговых центрах почти всегда строятся в UHF диапазоне.

Длина волны формирует физику. Чем выше частота тем более компактные базовые антенны. И соответственно чем ниже частота, тем антенны физически крупнее при той же конфигурации.

Всегда проверяйте, что рабочая частота попадает в указанный рабочий диапазон частот конкретной антенны. Использование антенны с частотным диапазоном не соответствующей Вашим рабочим частотам системы может давать КСВ выше проектных и привести к выходу из строя радиооборудования.

Также стоит обратить внимание на тот момент, что многие антенны для эффективной работы требуют настройки на рабочую частоту. Настройка производится путем изменения длины излучателя (обрезки) до необходимого размера в соответствии с графиком обрезки в инструкции. Но есть широкополосные профессиональные антенны не требующие настройки.

Тип базовой антенны

Выбор типа антенны следующий по важности шаг после выбора частотного диапазона Вашей системы. В радиосвязи применяют три основных конструктивных типа базовых антенн

• Вертикальные, коллинеарные базовые антенны
• Дипольные базовые антенны
• Направленные базовые антенны

Базовые вертикальные антенны

Базовые вертикальные антенны имеют круговую диаграмму направленности, передают и принимают радиосигнал одинаково во всех направлениях. Обычно эти антенны используются в тех случаях, когда либо направление до пользователей неизвестно, либо местоположение абонента может меняться во всех направлениях. Базовые вертикальные антенны имеют большую, круговую зону покрытия, однако их коэффициент усиление не высокий и, следовательно, более меньшая дальность действия. Антенны как правило имеют защитный чехол из стекловолокна, что гарантирует сохранность от негативного атмосферного и ультрафиолетового воздействия при уличном  применении.

От конструкции антенны зависит Диаграмма направленности антенны. Чем больше волновых элементов применено в антенне - тем сильнее сжат вертикальный угол и выше усиление в горизонтальной плоскости. Антенны на частоты UHF компактнее, чем антенны на более низкие частоты и обладают более лучшей помехозащищенностью от городских и промышленных помех.

Базовые направленные антенны

Базовые направленные антенны, Yagi являются остронаправленными антеннами. Конструктивно а6тенны состоят из дипольного элемента и нескольких паразитных элементов, которые крепятся на траверсу для усиления излучения в одном направлении. Благодаря высокой направленности антенны Yagi идеально подходят для создания сетей, которым требуется зона покрытия на большом расстоянии, но в небольшой сфокусированной области, имеют высокий коэффициент усиления и более устойчивы к помехам от других устройств или препятствий в окружающей среде. Эти антенны, как правило, подходят для создания систем дальней связи.

Базовые дипольные антенны

Базовые дипольные антенны являются одними из самых простых и широко используемых антенн. Конструктивно они обычно состоят из двух проводящих элементов, разделенных в центре изолирующим материалом. Источник сигнала подается в центр антенны, а затем напряжение и ток, подаваемые через два проводящих элемента, генерируют электромагнитные сигналы, которые излучаются за пределы антенны. Дипольные антенны являются всенаправленными и могут принимать сигналы одинаково во всех направлениях

Дискоконусные антенны

Дискоконусные антенны это антенны с круговой диаграммой направленности и широкой полосой частот. Конструктивно состоят из группы противовесов создающих конфигурацию диска, установленных над группой противовесов создающих конфигурацию конической структуры, разделенных между собой изолятором. Дискоконусные антенны предназначены в основном для приема, но могут работать и на передачу на небольшом удалении. Одним из основных недостатков дискоконусных антенн является их узкая диаграмма направленности в вертикальной плоскости, т. е. они имеют более низкий прием для сигналов, возникающих очень близко к антенне или прямо над ней.

Коэффициент усиления базовой антенны

Коэффициент усиления - параметр, от которого зависит дальность и качество приема/передачи на разных дистанциях от установленной антенны. Вертикальные базовые антенны с высоким коэффициентом усиления имеют узкую вертикальную диаграмму направленности, те подавленный вертикальный угол и плохо покрывает объекты вблизи мачты. На расстоянии до 300 метров от антенны сигнал может быть слабее, чем на расстоянии 5 км. Для работы в ближней зоне от установленной антенны усиления в 3-6 dB (5.15-8.15 dBi) будет достаточно. Выбирайте тот вариант антенны, который имеет усиление с разумным запасом - без избыточного сужения луча.

Усиление антенны измеряется в двух шкалах-  dB (dBd) (относительно диполя) и dBi (относительно изотропного излучателя). Разница между ними постоянная.

dBi = dB + 2,15

Если в описании антенны значится 6.5 dBi - это 4.35 dB. Обе шкалы корректны, важно не путать их при сравнении.

При оценки коэффициента усиления действует правило трёх dB. Каждые плюс 3 dB усиления это удвоение мощности в направлении, что эквивалентно удвоению выходной мощности передатчика. Антенна с усилением 9 dB против 6 dB - это как удвоить мощность передатчика, не меняя оборудование.

Подводимая мощность

мощность

Высота установки базовой антенны и механические требования

высота

Крепления для базовых антенн

крепления

Мачты для базовых антенн

Мачты

Поворотные устройства

поворотки

Коэффициент Стоячей Волны (КСВ)

КСВ

Эквивалент нагрузки

эквивалент

Грозозащита

грозозащита

Варианты подключения базовых антенн

Подключение

Антенный коммутатор

коммутатор

Балуны

Балуны

Сумматоры, Делители мощности, Сплиттеры, Комбайнеры

сумматор

Дуплексеры и триплексеры

дуплексный фильтр

Базовые антенны могут использоваться в системах МЧС и общественной безопасности, военными соединениями и на СВО, службами быстрого реагирования, медицинскими бригадами, радиолюбителями, в производственных целях.

Интернет магазин Мир Раций предлагает к поставке различные типы базовых антенн, грозозащиты, мачты, крепления для базовых антенн, сумматоры, балуны, эквиваленты нагрузок поворотные устройства. В каталоге представлена продукция таких производителей как Anli, Comtech, Diamond, Procom, Opek, Nissei, MFJ, Icom, Hy-Gain, Racio Antenna, Project, Radiolab, Radial, Radaxo, Yaesu, Sirus, Sirio.