Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Гражданская радиосвязь

 Комментарии к статье

Использование антенн, диаграмма направленности которых заметно отличается от круговой, позволяет ослабить помехи от передатчиков, использующих ту же частоту, что и нужная вам радиостанция. Эти же антенны дают возможность определить направление на радиостанцию - запеленговать ее, что бывает необходимо для определения либо своего местонахождения, либо местонахождения радиостанции.

Эта статья рассказывает о том, как это можно сделать с помощью рамочной антенны.

Определить направление прихода радиоволн можно с помощью пеленгатора - радиоприемного устройства, которое снабжено направленной антенной. Радиопеленгация позволяет решать ряд важных практических задач в основном навигационного характера. Например, если на каком-то подвижном объекте (самолете, корабле и т. д.), местонахождение которого неизвестно, установить приемник-пеленгатор, то, определив с его помощью направление прихода радиоволн от двух-трех известных радиопередатчиков, можно узнать и место, в котором в данный момент находится интересующий нас объект. Как это делается, иллюстрирует рис. 1.

Сначала определяют угол f1 между направлением меридиана N и направлением прихода радиосигнала от первого передатчика ("Маяк 1"). Затем на навигационной карте через точку, где расположен этот передатчик, проводят линию (пеленг) под углом f1 к меридиану. Такие же построения проводят и для второго передатчика ("Маяк 2"). Точка пересечения пеленгов будет соответствовать местонахождению подвижного объекта.

Нередко радиопеленгация решает и другие задачи. С помощью расположенных в разных местах приемников-пеленгаторов определяют направление прихода радиосигнала от одного и того же передатчика и, проложив полученные таким образом пеленги на карте, по точке их пересечения находят местонахождение самого передатчика (рис. 2).

Для определения направления прихода радиосигнала раньше других было предложено использовать рамочную антенну. Чтобы разобраться в ее направленных свойствах, вспомним структуру электромагнитной волны, которая иллюстрируется рис. 3. Этот рисунок можно встретить в любом учебнике по радиотехнике.

Электромагнитная волна состоит из электрического Е и магнитного Н полей, колеблющихся с частотой передатчика. Эти поля перпендикулярны друг другу, а поскольку сама волна поперечная, то они перпендикулярны и направлению ее распространения С. Направление вектора электрического поля Е определяет поляризацию волны, которая может быть горизонтальной, вертикальной и произвольной. На длинных и средних волнах земля и особенно море обладают хорошей электропроводностью, поэтому волны с горизонтальной поляризацией у их поверхности (а именно здесь обычно и находится приемник) сильно ослабляются. По этой причине все передатчики, работающие в длинноволновом и средневолновом диапазонах, излучают волны с вертикальной поляризацией, электрическое поле которых у проводящей поверхности всегда ей перпендикулярно.

Рамочная антенна представляет собой плоскую катушку, число витков которой зависит от диапазона, в котором работает антенна. На более коротких волнах она может содержать один или несколько витков, а на более длинных существенно больше. По закону электромагнитной индукции радиоволна, приходящая к рамке, наводит в ней ЭДС, но чтобы это произошло, магнитное поле должно пронизывать витки рамки. Обратимся к рис. 4, где изображен вид сверху на расположенную вертикально рамочную антенну. Если радиоволна проходит вдоль оси рамки (f=0° или 180°), то ее магнитное поле не пронизывает витки рамки и прием отсутствует. Если же волна перпендикулярна оси рамки (f=90° или 270°), то наводимый в ее витках сигнал максимален. ЭДС, наводимая в рамке радиоволнами, приходящими под другими углами f к ее оси, пропорциональна синусу этих углов.

График зависимости наводимой в рамке ЭДС от угла прихода волны называется диаграммой направленности. В полярных координатах она имеет вид двух кругов, соприкасающихся друг с другом в месте расположения рамки (рис. 4).

Пеленгацию с помощью рамочной антенны лучше производить не по максимуму, а по минимуму приема, поскольку последний выражен гораздо острее и пеленгация получается более точной. Диаграмма направленности имеет два минимума, поэтому пеленг определяется неоднозначно. Чаще всего бывает известно, с какой стороны расположен передатчик, а если этих сведений нет, то можно воспользоваться одним из способов получения однонаправленной диаграммы направленности. Например, использовать для приема рамку и всенаправленную штыревую антенну и, складывая сигналы от двух антенн с определенными амплитудами и фазами (амплитуды должны быть равны, а фазы сдвинуты на 90°), скомпенсировать один из максимумов диаграммы направленности рамки, увеличив соответственно другой. В этом случае получится так называемая кардиоидная диаграмма направленности, имеющая один "размытый" максимум и один острый минимум.

Все было бы хорошо, если бы радиоволны приходили к приемнику, распространяясь вдоль поверхности Земли. Но этим путем приходит поверхностная волна, огибающая Землю вследствие дифракции. Дальность ее распространения, как правило, несколько сотен километров. Но ночью на средних и длинных волнах появляется и другая, пространственная волна, обусловленная отражением от ионосферы и распространяющаяся на тысячи километров. Происходит это потому, что верхние слои атмосферы (ионосфера) сильно ионизированы солнечным и космическим излучением и в результате проводят электрический ток и отражают радиоволны. Днем в длинноволновом и средневолновом диапазонах ионосферные волны сильно поглощаются. На коротких волнах поглощение меньше, и ионосферные, пространственные волны приходят в любое время суток. Ионосферная волна приходит к рамке несколько сверху, под углом b к горизонту (рис. 5).

Поляризация пространственной волны непредсказуема из-за вращения плоскости поляризации в намагниченной магнитным полем Земли плазме ионосферы.

Наличие пространственных волн в точке приема приводит к ошибке при пеленгации, получившей специальное название "ночной" ошибки. Чтобы понять, как она возникает, попытаемся с помощью рис. 6 построить объемную диаграмму направленности рамочной антенны. Если вертикально поляризованная волна 1 приходит с горизонтального направления под углом f=90° и b=0°, то прием максимален. Если увеличивать угол b (волна 2 на рис. 7), сила сигнала не изменится, поскольку вектор магнитного поля волны Н по-прежнему останется параллелен оси рамки, а само магнитное поле будет пронизывать ее витки. Прием окажется максимальным даже в том случае, когда волна будет падать отвесно вниз, при условии, что вектор Н параллелен оси рамки. Эти рассуждения позволяют нарисовать объемную диаграмму направленности рамки в виде тороида ("бублика"), надетого на ось рамки. Естественно, что над поверхностью Земли будет возвышаться только половина этого тороида, как и показано на рис. 6. Такая диаграмма приводится во многих учебниках по антеннам. Диаграмма имеет горизонтальную ось минимального приема, совпадающую с осью рамки.

Картина изменяется для волны 3, направление прихода которой совпадает с осью рамки. Такая волна не наведет в ней ЭДС, поскольку вектор Н перпендикулярен оси рамки и магнитное поле не пронизывает ее витки. При увеличении угла b, т. е. угла прихода волны, вектор Н останется в плоскости рамки и будет перпендикулярен ее оси. Прием в этом случае по-прежнему будет отсутствовать! Теперь получается уже не ось, а вертикальная плоскость минимального приема, причем ось рамки лежит в этой плоскости. Объемная диаграмма направленности принимает вид двух полушарий, лежащих по обе стороны от рамки. Но как же быть с отвесно падающей волной - ведь в предыдущем примере она принималась, а теперь нет? - спросит читатель. Правильно, отвесная падающая волна принимается, если ее вектор Н параллелен оси рамки, и не принимается, если он ей перпендикулярен.

Таким образом, рамка чувствительна к поляризации приходящих пространственных волн. Непредсказуемая их поляризация приводит к "размыванию" минимумов диаграммы направленности и к довольно значительным ошибкам пеленга.

Рамочные антенны малогабаритны, просты по конструкции и обладают рядом других достоинств. Поскольку полное сопротивление катушки рамки носит индуктивный характер, ее можно настроить в резонанс с колебаниями принимаемого сигнала простым подключением конденсатора переменной емкости. Получившийся колебательный контур, во-первых, увеличивает амплитуду принятого сигнала и, во-вторых, подавляет сигналы ненужных станций, работающих на других частотах, т. е. увеличивает селективность приемника. Другое достоинство рамки в том, что она реагирует на магнитную составляющую поля, в то время как ближнее поле помех от сетей промышленной частоты содержит чаще всего преобладающую электрическую составляющую. Таким образом, прием на магнитную рамочную антенну в городских условиях получается, как правило, более помехоустойчивым, чем на электрические, дипольные и проволочные антенны. В сельской местности такой разницы нет. И еще: магнитная компонента радиоволны проникает внутрь зданий хоть ненамного, на доли длины волны, но все-таки глубже, чем электрическая. Поэтому комнатные антенны лучше делать магнитными.

Направленные свойства рамки позволяют во многих случаях устранить или ослабить помехи, если источник помех локализован и радиоволны помех приходят с одного конкретного направления. Ось минимального приема рамки в этом случае надо направить на источник помех. Полезный сигнал при этом, возможно, тоже будет ослаблен, поскольку направление его прихода уже не будет соответствовать максимуму диаграммы направленности, тем не менее соотношение сигнал/помеха может значительно улучшиться. Чтобы убедиться в этом практически, включите портативный приемник с ферритовой магнитной антенной (ее свойства подобны свойствам рамки). Затем расположите приемник неподалеку от работающего телевизора или компьютера (источники значительных помех) и попробуйте, вертя приемник в руках, изменять ориентацию магнитной антенны. В некоторых ее положениях помехи будут значительно ослаблены.

Автор: В.Поляков, г.Москва

Смотрите другие статьи раздела Гражданская радиосвязь.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Токсичность интернета преувеличена 07.01.2026

Социальные сети нередко воспринимаются как арена постоянной агрессии, оскорблений и распространения фейковой информации. Новое исследование Стэнфордского университета показывает, что реальность значительно отличается от популярного представления: интернет гораздо менее токсичен, чем многие пользователи считают. Ученые опросили более тысячи американцев, попросив их оценить долю пользователей соцсетей, которые ведут себя агрессивно или распространяют ненависть. Оказалось, что впечатления людей сильно преувеличивают масштабы проблемы. Например, респонденты считали, что почти половина пользователей Reddit хотя бы раз оставляла оскорбительные комментарии, тогда как фактические данные платформы показывают, что таких людей не более 3%. Аналогичная ситуация наблюдается с дезинформацией. Опрос показал, что большинство участников считали почти половину аудитории Facebook распространителями фейковых новостей, однако статистика говорит об обратном: фактическая доля таких пользователей состав ...>>

Процессоры Ryzen AI 400 07.01.2026

Современные вычисления все больше ориентируются на интеграцию искусственного интеллекта и высокую производительность в компактных устройствах, таких как ноутбуки и мини-ПК. Новая линейка процессоров AMD Ryzen AI 400 демонстрирует, как разработчики объединяют мощные центральные ядра, графику и нейросетевые ускорители в одном чипе, чтобы удовлетворять растущие потребности пользователей в играх, контенте и ИИ-приложениях. AMD представила процессоры серии Gorgon Point, которые включают до 12 ядер Zen 5 и до 24 потоков вычислений. Чипы поддерживают интегрированную графику RDNA 3.5, обеспечивают максимальную тактовую частоту до 5,2 ГГц и имеют энергопотребление от 15 Вт до 54 Вт. Особое внимание уделено NPU, способному обрабатывать до 60 триллионов операций в секунду (TOPS), что делает эти процессоры эффективными для задач с искусственным интеллектом. Конструкция Ryzen AI 400 сочетает ядра Zen 5 и Zen 5c, обеспечивая высокую гибкость и производительность. Несмотря на то, что архитектур ...>>

Женщины лучше распознают признаки болезни по лицу 06.01.2026

Способность распознавать, что кто-то нездоров, часто проявляется интуитивно: бледная кожа, опущенные веки, уставшее выражение лица могут сигнализировать о недомогании. Новое исследование международной группы ученых показало, что женщины в среднем точнее мужчин улавливают такие тонкие невербальные признаки болезни, что может иметь эволюционные и социальные объяснения. В отличие от предыдущих работ, где использовались отредактированные фотографии или имитация больных лиц, ученые решили проверить, насколько люди способны распознавать естественные признаки недомогания. Такой подход позволил оценить реальную чувствительность к изменениям в лицах, возникающим при болезни. В исследовании приняли участие 280 студентов, поровну мужчин и женщин. Участникам предложили оценить 24 фотографии, на которых изображены люди как в здоровом состоянии, так и во время болезни. Это дало возможность сравнить восприятие естественных признаков недомогания в реальных лицах. Для анализа состояния каждого ...>>

Случайная новость из Архива Облепиха помогает быть стройным и здоровым 04.12.2024 Облепиха, признанная новым "суперфудом", активно привлекает внимание диетологов и ученых. Эти ярко-оранжевые ягоды, растущие на неприхотливых кустарниках, сочетают в себе богатство питательных веществ и широкий спектр полезных свойств. Новейшие исследования подтверждают, что облепиха помогает в борьбе с ожирением и диабетом, а также оказывает мощное антиоксидантное действие. Несмотря на кислый и слегка горьковатый вкус, облепиха - настоящий кладезь витаминов и микроэлементов. Ягоды содержат высокую концентрацию витамина C, который укрепляет иммунитет, а также редкие жирные кислоты омега-7, полезные для обмена веществ и здоровья кожи. Эти свойства делают облепиху не только вкусным дополнением к рациону, но и эффективным природным средством для поддержания стройной фигуры. Ученые из Мемориального университета Ньюфаундленда Ферейдун Шахиди и Ренан Даниэльские провели исследование, показавшее, что облепиха содержит уникальные биологически активные соединения: фенольные кислоты, флавоноиды и танины. Эти компоненты обладают выраженным антиоксидантным эффектом, что делает ягоды особенно ценными в профилактике хронических заболеваний. Исследователи изучили воздействие экстракта облепиховых ягод на процессы окисления в организме. Экстракт показал высокую эффективность в защите липопротеинов низкой плотности (так называемого "плохого" холестерина) и ДНК от окислительного повреждения. Это особенно важно для предотвращения сердечно-сосудистых заболеваний и замедления процессов старения. Кроме антиоксидантной активности, облепиха помогает регулировать обмен веществ. Исследование выявило, что экстракт ягод ингибирует два ключевых фермента, участвующих в развитии ожирения и диабета. Это открывает перспективы для создания на основе облепихи натуральных средств, способствующих контролю веса и уровню сахара в крови. Благодаря своему химическому составу облепиха полезна как в свежем виде, так и в составе экстрактов, масел или соков. Она может стать основой полезных десертов, добавкой к чаю или ингредиентом для смузи. Однако из-за высокого содержания кислоты важно употреблять ягоды умеренно, особенно людям с повышенной кислотностью желудка. Облепиха - это не просто ягода, а настоящий природный помощник для здоровья. Ее способность поддерживать стройность, бороться с диабетом и защищать организм от окислительных процессов делает ее незаменимой частью современного рациона. Ученые продолжают изучать уникальные свойства этого "суперфуда", открывая новые горизонты его применения.

Другие интересные новости:

▪ Открыт новый вид атомарно-тонкого углеродного материала

▪ LED превращает овощи в лекарственные растения

▪ Рукастые беспилотники

▪ Специальные электроды для работы аккумуляторов при морозе

▪ П-образные фотоэлектрические датчики серии BUP от Autonics

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Эффектные фокусы и их разгадки. Подборка статей

▪ статья Почемучка. Крылатое выражение

▪ статья Как может выжить дерево-альбинос? Подробный ответ

▪ статья Самобег. Личный транспорт

▪ статья Система охраны автомобиля со спутниковым слежением за координатами и передачей оповещений по каналу GSM. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Стабилизатор напряжения 35-70 вольт. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026