Шта је V антена?
AV антена је усмерена жичана антена коју чине два проводна елемента која се пружају ка споља из заједничке тачке напајања. Када се гледају одозго, два крака антене формирају јасну структуру у облику слова V.
V антена се може сматрати побољшаним распоредом два дугачка жичана радијатора. Одабиром одговарајуће дужине крака и угла зрачења, зрачење које производе две жице може се појачати у одабраним правцима, обезбеђујући већу усмереност него једна равна дугачка жичана антена.
V антене се обично повезују са високофреквентним комуникационим системима, посебно у HF опсегу. Међутим, њихова радна фреквенција није одређена само фиксним опсегом. Стварне перформансе зависе од електричне дужине сваке краке, угла врха, начина напајања, висине инсталације, услова околног тла и да ли су крајеви жице отворени или завршени.
Структура и принцип рада
Типична V антена се састоји од два дугачка жичана елемента повезана са уравнотеженом тачком напајања на врху V антене. Струје у два крака се побуђују диференцијално, што значи да имају једнаке величине и супротне тренутне смерове на тачки напајања.
Свака жица производи свој сопствени дијаграм зрачења. Када је геометрија антене правилно одабрана, главни режњеви зрачења које генеришу два крака се преклапају и комбинују дуж централне осе V-линије. Ово додавање поља повећава интензитет зрачења у жељеном правцу и побољшава усмереност антене.
Приликом описивања структуре често се користе два угла:
- Угао између два крака антене је укључени или вршни угао.
- Угао између једне ноге и централне осе је половина обухваћеног угла.
Оптимални угао није универзална фиксна вредност. Мења се са електричном дужином кракова антене и предвиђеном радном фреквенцијом.
V структура антене са два дугачка жичана елемента и углом врха
Резонантне и завршене V антене
V антене се генерално могу поделити у две конфигурације.
Отворена или резонантна V антена рефлектује део струјног таласа са крајева својих проводника. Ови одсјаји стварају стојеће таласе дуж ногу антене. Овај тип антене обично производи двосмерни дијаграм зрачења, са јаким зрачењем у два супротна смера дуж осе антене.
V-контурна антена користи отпорна оптерећења на удаљеним крајевима две жице. Оптерећења смањују рефлексије струје и помажу у одржавању рада путујућег таласа. Ово може потиснути зрачење у обрнутом смеру и створити усмеренији дијаграм зрачења на крајњим крајевима.
Дизајн са завршном антеном обично пружа конзистентније усмерено понашање у ширем фреквентном опсегу, али се део РФ снаге расипа у завршним отпорницима. Конструктор антене стога мора да уравнотежи захтеве за пропусни опсег, усмереност, ефикасност и снагу.
Фреквентни опсег и електрична дужина
Традиционалне V антене се широко користе у HF опсегу од приближно 3 до 30 MHz, јер дуге таласне дужине у овом опсегу чине жичане антенске структуре практичним за фиксне комуникационе инсталације.
Међутим, V антена је дефинисана својом геометријом и електричном дужином, а не једним обавезним фреквентним опсегом. Сваки крак може бити дугачак пола таласне дужине, једне таласне дужине или неколико таласних дужина, у зависности од потребног дијаграма зрачења и појачања.
Како се електрична дужина ногу повећава, усмереност антене се генерално може побољшати. Истовремено, могу се појавити додатни бочни режњеви, а дијаграм зрачења може постати осетљивији на фреквенцију, висину инсталације, проводљивост тла и толеранције конструкције.
Диаграм зрачења и усмереност
Дијаграм зрачења резонантне V антене је обично двосмеран. Поља која генеришу два жичана елемента комбинују се и формирају главне режњеве приближно поравнате са централном осом V антене.
Коначни дијаграм зрачења одређује неколико фактора:
- Дужина сваке ноге антене
- Укључени угао између ногу
- Радна фреквенција
- Импеданса и усклађивање тачке напајања
- Висина инсталације изнад земље
- Пречник жице и губитак проводника
- Отворена или завршена конфигурација
Повећање дужине ноге антене може произвести већу усмереност, али такође може створити и јаче бочне режњеве. Из тог разлога, појачање антене не треба посматрати независно од ширине снопа, нивоа бочних режњева, односа предњег и задњег дела антене и перформанси импедансе.
Двосмерни дијаграм зрачења резонантне V антене
Напајање и усклађивање импедансе
Пошто је V антена обично балансирана жичана структура, она се обично напаја балансираном преносном линијом. Ако се користи коаксијални кабл, може бити потребан одговарајући балун или мрежа за подударање како би се смањила струја заједничког режима на каблу и одржао симетричан дијаграм зрачења.
Улазна импеданса се мења са дужином крака, углом врха, радном фреквенцијом, висином инсталације и оближњим структурама. Правилно усклађивање импедансе је важно за смањење рефлектоване снаге и постизање стабилних перформанси система.
У практичном развоју антена, инжењери обично процењују губитак повратка, VSWR, дијаграм зрачења, појачање, поларизацију и ефикасност пре него што финализују геометрију антене.
Предности V антена
V антена нуди неколико практичних предности:
- Једноставна конструкција на бази жице
- Већа усмереност него код једног елемента са дугом жицом
- Релативно ниски трошкови производње
- Погодно за велике фиксне ВФ инсталације
- Флексибилна дужина ногу и дизајн са углом врха
- Доступно у резонантним и конфигурацијама путујућег таласа
Ограничења дизајна
V антене такође имају неколико ограничења:
- Захтевају значајан простор за инсталацију на нижим фреквенцијама.
- Резонантне верзије могу произвести јаке стојеће таласе.
- Дуге ноге антене могу генерисати значајне бочне режњеве.
- Перформансе се могу приметно променити са учесталошћу.
- Услови тла и висина инсталације могу утицати на дијаграм зрачења.
- Терминалне верзије жртвују део ефикасности јер оптерећења апсорбују снагу.
Типичне примене
V антене су традиционално коришћене у:
- HF радио комуникација од тачке до тачке
- Краткоталасне предајне и пријемне станице
- Фиксне комуникационе везе на велике удаљености
- Системи за радио надзор и пријем сигнала
- Истраживање комуникација и образовање о антенама
- Експерименти са усмереном жичаном антеном
- Системи за комуникацију у хитним случајевима и на удаљеним подручјима
Значај инжењерства
Иако модерни комуникациони системи све више користе компактне низове, хорнске антене, широкопојасне антене и електронски контролисане антенске системе, V антена остаје важан модел у теорији антена.
Јасно показује како дужина проводника, фаза струје, геометрија антене и суперпозиција поља утичу на појачање и правац зрачења. Разумевање ових односа је вредно при проучавању напреднијих структура антена, укључујући фазиране низове, широкопојасне мерне антене, усмерене микроталасне антене и системе за тестирање антена.
РФ МИСО развија антенска и микроталасна решења за РФ тестирање, мерење, комуникацију, радар и системску интеграцију. Добро разумевање основних структура антена помаже инжењерима да одаберу одговарајуће производе и процене кључне параметре као што су појачање, поларизација, ширина снопа, импеданса и дијаграм зрачења.
Да бисте сазнали више о антенама, посетите:
Време објаве: 10. јул 2026.
