На что обратить внимание при выборе антенного усилителя

На что обратить внимание при выборе антенного усилителя

Антенные усилители – это устройства, которые позволяют улучшить передачу и прием радиочастотных сигналов через антенну. Существует несколько видов антенных усилителей, каждый из которых предназначен для различных целей и имеет свои особенности.

  1. Усилители низкого шума (Low-Noise Amplifier, LNA) – это устройства, используемые в беспроводных системах связи, чтобы усилить слабые радиосигналы, полученные от антенны, и снизить шум, вносимый самим усилителем. Они обычно применяются в радиоприемниках и радиотелескопах.

  2. Усилители средней мощности (Medium Power Amplifier, MPA) – это устройства, предназначенные для усиления радиочастотных сигналов с умеренной мощностью. Они используются в беспроводных системах передачи данных, радиолокационных системах и телекоммуникационных сетях. Усилители средней мощности обладают высокой стабильностью и низким уровнем искажений.

  3. Усилители высокой мощности (High Power Amplifier, HPA) – это устройства, которые обеспечивают усиление радиочастотных сигналов с высокой мощностью. Они применяются в системах связи, где требуется передача сигналов на большие расстояния или при большом объеме данных, например, в сотовой связи и беспроводных сетях. Усилители высокой мощности обладают высокой эффективностью, но требуют хорошей системы охлаждения.

Все виды антенных усилителей имеют свои преимущества и оптимально подходят для различных приложений. Например, усилители низкого шума широко используются в радиоприемниках для усиления слабых сигналов и минимизации влияния шума. В то же время, усилители высокой мощности позволяют передавать сигналы на большие расстояния. Важно выбирать правильный тип усилителя в зависимости от требуемых характеристик системы связи или передачи данных.

Основные типы антенных усилителей

  1. Усилители низкого уровня сигнала: Эти усилители предназначены для усиления слабых сигналов, например, телевизионных сигналов, радиосигналов или сигналов от спутников. Они обычно используются в домашних телевизионных антеннах или радиоприемниках. Усилители низкого уровня сигнала помогают сделать сигнал более сильным, чтобы он мог быть обработан и показан или услышан с хорошим качеством.

  2. Усилители высокого уровня сигнала: Эти усилители используются для усиления сигналов с более высоким уровнем мощности. Они широко применяются в коммуникационных системах и радио-телевизионных передатчиках. Усилители высокого уровня сигнала могут работать с сигналами большей мощности, чтобы обеспечить более дальнюю передачу или большую площадь покрытия.

  3. Усилители среднего уровня сигнала: Эти усилители находят свое применение в различных системах связи, включая беспроводные сети, телекоммуникационные системы, сотовые базовые станции и радиолокационные системы. Они обычно работают с сигналами средней мощности и предназначены для усиления сигнала до необходимых уровней для удовлетворения требований каждой конкретной системы.

Каждый из этих типов антенных усилителей имеет свои преимущества и применяется в различных областях связи. Выбор правильного типа усилителя важен для обеспечения качественной передачи сигналов и оптимального функционирования системы связи.

Усилители с прямой радиацией

Принцип работы усилителей с прямой радиацией основан на использовании специальных антенных элементов, таких как диполи или микростриплайны. Эти элементы обладают способностью генерировать и излучать электромагнитные волны в определенном направлении. При подаче сигнала на вход усилителя, он усиливается и передается через антенный элемент в окружающее пространство.

Преимущества использования усилителей с прямой радиацией:

  1. Высокая эффективность передачи сигнала, так как он направляется непосредственно в нужном направлении.
  2. Хорошая дальность действия, благодаря лучевому характеру излучения.
  3. Возможность управления направленностью сигнала путем настройки антенных элементов.
  4. Отсутствие необходимости в использовании отдельных устройств для направления сигнала в нужную сторону.

Усилители с прямой радиацией широко применяются в различных областях, включая телекоммуникации, радиосвязь, радиолокацию и телевидение. Они обеспечивают надежную и эффективную передачу сигналов на большие расстояния, что делает их незаменимыми в современных коммуникационных системах.

Усилители с бочкообразной диаграммой направленности

Главная особенность усилителей с бочкообразной диаграммой направленности заключается в том, что они обладают высоким уровнем усиления в горизонтальной плоскости и меньшим усилением в вертикальной плоскости. Это делает их идеальным выбором для применения в ситуациях, где необходимо охватить большие расстояния по горизонтали, например, в точках доступа Wi-Fi.

Примерами усилителей с бочкообразной диаграммой направленности являются параболические антенны и секторные антенны.

Параболические антенны представляют собой антенны с круглой формой корзины и длинным металлическим стержнем, который выходит из центра. Они обладают очень большим усилением в заданном направлении и обычно используются для передачи сигнала на большие расстояния.

Секторные антенны представляют собой антенны с прямоугольной формой и несколькими секторами, каждый из которых имеет свое усиление. Они широко используются для покрытия областей с большим количеством пользователей, таких как стадионы или торговые центры.

Усилители с явным ускорением в плоскости главной диаграммы

Данный тип усилителей работает на основе физического принципа накопления энергии в определенных направлениях и разделения ее между другими направлениями. Процесс усиления осуществляется благодаря использованию специальной антенной системы, которая включает в себя фазированную решетку, фокусирующие элементы и режирующие устройства.

Фазированная решетка – это система из нескольких антенных элементов, которая используется для формирования узконаправленной диаграммы. Каждый элемент имеет свой собственный фазовращатель, который позволяет контролировать фазу сигнала и его усиление в определенной точке пространства.

Фокусирующие элементы – это оптические элементы, которые используются для сведения энергии сигнала в определенную точку пространства. Они позволяют повысить эффективность передачи сигнала и уменьшить потери в других направлениях.

Режирующие устройства – это блоки, которые управляют процессом формирования главной диаграммы. Они позволяют регулировать фазу и амплитуду сигнала в каждом из элементов фазированной решетки, что в свою очередь влияет на форму и направление диаграммы излучения.

Усилители с явным ускорением в плоскости главной диаграммы находят применение в различных сферах, таких как радиосвязь, радиолокация, спутниковая связь и другие. Они позволяют повысить качество передаваемого сигнала, снизить помехи и увеличить дальность связи.

Примеры усилителей с явным ускорением в плоскости главной диаграммы
Тип усилителя Применение
Пассивные решеточные усилители Радиолокация, астрономия
Активные фазированные решетки Радиосвязь, спутниковая связь
Разнофазные антенны Измерительные системы, точные позиционирование

Усилители с омни-дирекциональной диаграммой

Эти усилители обычно имеют круговую диаграмму направленности. Это означает, что они равномерно усиливают входящие радиосигналы, независимо от направления, из которого они поступают на антенну. Другими словами, усилитель не обращает внимания на направление источника сигнала, и его работа не зависит от угла, под которым поступает сигнал к антенне. Это позволяет использовать такие усилители в ситуациях, когда источники сигналов находятся в разных направлениях.

Преимущества и недостатки усилителей с омни-дирекциональной диаграммой:

  • Преимущества:
    • Универсальность: Можно принимать сигналы с разных источников без необходимости точной ориентации антенны.
    • Простота использования: Нет необходимости настраивать усилитель на определенное направление сигнала.
  • Недостатки:
    • Ограниченный дальности приема: Из-за своей универсальности, омни-дирекциональные усилители могут иметь более ограниченную дальность приема, чем направленные усилители.
    • Больше шумов: В силу своей конструкции они могут подвергаться большему воздействию внешних шумов, так как принимают сигналы со всех направлений.

Усилители с узконаправленной диаграммой направленности

Одним из основных преимуществ усилителей с узконаправленной диаграммой направленности является их способность фокусировать сигнал в конкретном направлении, исключая или снижая помехи, которые могут возникать из-за других источников. Это особенно важно в сфере радио и телекоммуникаций, где качество и стабильность связи играют решающую роль.

Примечание: Усилители с узконаправленной диаграммой направленности можно классифицировать на основе различных параметров, таких как угол ширины диаграммы, коэффициент усиления, полоса частот и др.

Примеры усилителей с узконаправленной диаграммой направленности:

  1. Параллельная антенна — это устройство с несколькими элементами, объединенными в одной структуре. Каждый элемент обеспечивает усиление сигнала в определенном направлении, создавая узконаправленную диаграмму направленности.
  2. Параболическая антенна — это антенна, имеющая форму параболоида и фокусирующая энергию сигнала в одной точке — фокусе. Благодаря этому она обеспечивает очень узконаправленную диаграмму направленности и высокую мощность передачи.

Использование усилителей с узконаправленной диаграммой направленности позволяет повысить эффективность и надежность систем связи, уменьшить смещение искажения сигнала и обеспечить лучшее покрытие в нужных областях.

Усиление направленных сигналов с помощью интерференционных диаграмм

Усилители с интерференционной диаграммой направленности позволяют усилить сигналы, принимаемые или передаваемые антенной, только в определенных направлениях. Интерференционная диаграмма представляет собой график изменения направленности антенны в зависимости от угла обзора. На этом графике можно увидеть, в каких направлениях антенна усиливает сигнал, а в каких — ослабляет.

Пример интерференционной диаграммы направленности усилителя:

Интерференционная диаграмма направленности усилителя:

Угол обзора (градусы) Коэффициент усиления
0 1
30 0.9
60 0.2
90 0
  • При угле обзора 0 градусов коэффициент усиления равен 1, что означает, что усилитель усиливает сигнал в данном направлении полностью.
  • При угле обзора 30 градусов коэффициент усиления уменьшается до 0.9, что говорит о том, что усилитель все еще усиливает сигнал, но не так сильно, как в направлении 0 градусов.
  • При угле обзора 60 градусов коэффициент усиления сильно снижается до 0.2, что означает, что усилитель практически не усиливает сигнал в данном направлении.
  • При угле обзора 90 градусов коэффициент усиления равен 0, что говорит о том, что усилитель полностью ослабляет сигнал в данном направлении.

Таким образом, усилители с интерференционной диаграммой направленности обеспечивают выборочное усиление направленных сигналов в определенных направлениях, что позволяет повысить качество передачи и приема радиосигналов.

Усилители с частичной зоной радиационной диаграммы

Эти усилители управляют формой диаграммы излучения путем изменения фазы и амплитуды сигнала. Они используются в различных областях, таких как телекоммуникации, радиолокация, спутниковые связи и радиооборудование.

Примеры усилителей с частичной зоной радиационной диаграммы:

  1. Постоянная фазовая решетка (Phased Array) – это система, в которой используются многочисленные антенны, сгруппированные в одном устройстве. Они позволяют изменять фазу и амплитуду сигнала каждого элемента антенны, создавая направленный излучательный паттерн.
  2. Директивный излучатель с линейным массивом – это тип усилителя, который состоит из ряда параллельных элементов, расположенных вдоль оси антенны. Этот тип усилителя обеспечивает направленный пучок излучения путем управления фазой и амплитудой сигнала в каждом элементе.

Усилители с частичной зоной радиационной диаграммы предоставляют возможность точной настройки направленности и формы излучаемого сигнала. Это дает преимущество в передаче и приеме радиосигналов на большие расстояния и в различных условиях.

Автор статьи
Василий О
Василий О
Частный телемастер с опытом ремонта телевизоров более 25 лет.

Антенны и другое оборудование
Добавить комментарий