Рис. 28.Коаксиальные кабели:
а - с многопроволочным внутренним проводником и сплошной изоляцией; б - с однопроволочным внутренним проводником и изоляцией из диэлектрических шайб; в - ВЧ-разъем; г - компоненты EWB (линии передачи без потерь и с потерями)
Разборное соединение кабеля с отдельными блоками аппаратуры производится с помощью специальных разъемов (рис. 28, в).
Основные характеристики этих кабелей связаны с неискажаемой передачей информации. Кабель должен быть согласован по входу и выходу своим волновым сопротивлением и иметь малое затухание сигнала, а также быть экранированным от внешних электромагнитных наводок. Наиболее распространены кабели с волновыми сопротивлениями 50 и 75 Ом.
Свойства передающих антенн выражают через КПД, сопротивления излучения, волновое и входное, характеристику направленности, коэффициент усиления, частотную характеристику и полосу пропускания.
В зависимости от последних факторов различают широкополосные и диапазонные антенны.
Конструкции приемной и передающей антенн могут отличаться, однако их основные характеристики при использовании в другом режиме сохраняются (свойство взаимности), если схемы включения антенны в передатчике и приемнике соответствуют друг другу. Поэтому по многим вышеперечисленным характеристикам передающих антенн можно судить и об антеннах приемных.
Важной характеристикой приемных антенн является их действующая длина (высота) и согласование ее с фидерной линией.
Действующая высота антенны - коэффициент пропорциональности между ЭДС, наведенной в антенне электромагнитной волной, и напряженностью поля при вертикальной поляризации; сопротивление излучения - величина, пропорциональная произведению квадрата отношения действующей высоты антенны к длине рабочей волны.
Большое влияние на работу антенн оказывает земля. Специальное заземление через грозовой переключатель и разрядник обязательно выполняется для наружных антенн с целью предохранения людей, аппаратуры и зданий от проявлений атмосферного электричества во время грозы. Грозоразрядники являются непременным атрибутом коммерческих радиосистем. Любители коротковолновики и ультракоротковолновики также всегда уделяют внимание проблемам грозозащиты. Однако старое "дедовское" отключение входных цепей и питания при приближении грозы - это самый надежный способ. Все-таки, радио родилось от грозы, не дайте ему от нее и погибнуть.
В отличие от приемных либо передающих радиовещательных и телевизионных антенных устройств, антенны для систем связи являются приемопередающими. Отечественные разработчики классифицируют антенны для систем связи на две большие группы. Базовые антенны, устанавливаемые вблизи базовой приемопередающей станции и обеспечивающие максимально возможную зону покрытия. Абонентские антенны, предназначенные для обеспечения устойчивой связи в зоне покрытия базовой станции. Последние могут быть стационарными и мобильными самых разнообразных конструкций (типа волновой канал, спиральные, параболические и т. п.).
В мобильных устройствах связи (радиотелефон и т. п.) используют специальные приемы для уменьшения их габаритов по сравнению с четвертьволновой штыревой антенной с одновременным обеспечением их эффективности. Это добавление удлинительной катушки, т. е. индуктивной катушки, имеющей высокую добротность и элементы настройки, включаемой последовательно с укороченной штыревой антенной. Используется также CLC-катушка - удлинительная катушка, находящаяся не в корпусе и не в основании антенны, а в середине штыря.
Укорочение антенн ДВ и СВ диапазонов, где радиостанции работают с вертикальной поляризацией, производится включением емкостной нагрузки на верхнем конце приемного вертикального диполя. Роль этой емкости выполняет горизонтальная часть Г-образных и Т-образных антенн, проводники в изоляторе "метелочной" антенны или спицы в "колесе", закрепленные на вертикальном шесте, а также верхние части растяжек в "зонтичной" антенне. Вообще антенны представляют сложные и разнообразные конструкции, например, на рис. 29, а показана ромбическая антенна.
Рис. 29. Антенны:
а - ромбическая (l - сторона ромба; Ф - фидер, соединяющий антенну с передатчиком или приемником: R - резистор);б - типа "волновой канал" (1 - кабель питания; 2 - рефлектор; 3 - директоры; 4 - активные вибраторы). Стрелкой показано направление максимальной интенсивности излучения/приема
Для усиления принимаемого сигнала используются многоэлементные антенны (рис. 29, б).
В электрических ("проволочных") антеннах (Г-образных, Т-образных, штыревых и т. п.) принимаемый сигнал формируется электрической составляющей электромагнитного поля, а в магнитных - магнитной компонентой.
Магнитная антенна (рис. 30) представляет собой высокочастотный ферритовый стержень (цилиндрический или плоский), на котором располагаются катушки: приемные и связи. Для ДВ и СВ диапазонов ферритовая антенна, реагирующая на магнитную составляющую, перпендикулярную электрической, располагается горизонтально.
Рис. 30.Магнитные антенны:
а - внешний вид; б - УГО
В портативных радиоприемниках магнитная антенна закрепляется обычно под верхней крышкой (т. е. в нормальном положении в горизонтальной плоскости). В связи с направленностью магнитной антенны для увеличения чувствительности приемник (или в ламповых приемниках антенну) вращают вокруг вертикальной оси, добиваясь эффективного приема. Для приема в КВ и УКВ диапазонах используют настраиваемую по длине и углу наклона телескопическую штыревую антенну.
С уменьшением длины волны растет направленность излучения и приема волн, и радиосистемы становятся похожими на оптические. В антенно-фидерных устройствах используют волноводы, делители мощности и другие специальные компоненты. Антенны деци- и сантиметровых волн снабжают рефлекторами: параболическими или сферическими ("тарелки"), в фокусе которых помещают приемный или передающий элемент. Применяют также разнообразные рупоры (рис. 31) и специальные линзовые системы.