Антенна — это ключевое устройство в радиосвязи, предназначенное для излучения и приёма электромагнитных волн, которые мы называем радиоволнами.
Принцип работы передающей и приёмной антенны
В передающем режиме антенна выполняет функцию преобразователя. К ней по кабелю или волноводу от радиопередатчика поступает высокочастотный переменный электрический ток. Антенна эффективно преобразует энергию этого тока в электромагнитное излучение, которое распространяется в пространстве.
В приёмном режиме процесс обратный: падающие на антенну радиоволны наводят в ней слабый высокочастотный ток. Ключевой момент — изменения этого тока в точности повторяют модуляцию сигнала, изначально созданного передатчиком. Этот слабый сигнал затем подаётся через цепь на вход радиоприёмника для усиления и обработки.
Разнообразие конструкций антенн
Конструктивное исполнение антенн чрезвычайно разнообразно и напрямую зависит от рабочего диапазона радиоволн. Существуют вертикальные и горизонтальные антенны, магнитные, рамочные, спиральные и многие другие типы.
Простые антенны для самостоятельного изготовления
Простейшим примером приёмной антенны является вертикальный провод или штырь. Для улучшения приёма, особенно удалённых станций, радиолюбители часто используют Г-образные или Т-образные антенны, названные так из-за сходства с этими буквами. Общее правило: чем выше расположена антенна, тем лучше качество приёма, так как она оказывается выше местных помех и препятствий.
Рекомендации для сельской местности: Для создания горизонтальной части (луча) такой антенны идеально подходит специальный многожильный «антенный канатик» толщиной 2–5 мм. Его натягивают между двумя опорами (деревьями, мачтами) на высоте 8–10 метров. Крепление к опорам обязательно осуществляют через фарфоровые или стеклянные изоляторы, чтобы предотвратить утечку полезного сигнала. Вертикальный спуск к приёмнику делают из того же провода, а место соединения с горизонтальной частью необходимо тщательно зачистить и пропаять для надёжного контакта.
Важно следить, чтобы провода антенны нигде не соприкасались с крышей, трубами или другими металлическими элементами здания. Для ввода кабеля в дом в оконной раме сверлят наклонное отверстие (для защиты от дождя), вставляют в него изоляционную трубку и пропускают через неё провод.
Важное правило безопасности: Наружную антенну в грозу необходимо заземлять с помощью специального переключателя. Также рекомендуется делать это каждый раз после окончания работы с приёмником.
Антенны для городских условий и портативной техники
Жителям городов в качестве импровизированной антенны можно использовать металлические трубы карнизов, многожильный провод, подвешенный на балконе или в комнате у окна на изоляторах.
В компактных и портативных радиоприёмниках широко применяется магнитная антенна. Её основу составляет стержень из ферромагнитного материала (феррита), на который намотана катушка индуктивности, являющаяся частью входного контура приёмника. Такая антенна реагирует преимущественно на магнитную составляющую электромагнитной волны и обладает высокой избирательностью, эффективно отсекая многие виды индустриальных помех, что обеспечивает более чистый приём.
Мощные и специализированные антенны
Для вещания в диапазонах длинных и средних волн используются высокие мачты и башни, которые излучают сигнал во всех направлениях. Мощные коротковолновые станции также используют башенные конструкции, но с системами вибраторов — направленных излучателей.
В диапазоне ультракоротких волн (УКВ) и выше доминируют сложные направленные антенны: решётки из металлических стержней, параболические зеркала, рупорные облучатели. Они концентрируют энергию в узкий луч, что позволяет передавать сигнал на большие расстояния с минимальными потерями. Такие антенны — сердце радиорелейных линий, спутниковой связи и радиолокационных систем.
Вершиной инженерной мысли являются антенны радиотелескопов. Например, алюминиевые зеркала крупнейшего в мире радиотелескопа «РАТАН» на Кавказе образуют кольцевую антенну диаметром 600 метров. Эта гигантская «чаша» обладает феноменальной чувствительностью, позволяя астрономам «заглядывать» в такие дали Вселенной, откуда радиосигналы идут к Земле миллионы лет, открывая неизвестные галактики.