|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Selezione spaziale dei segnali. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Radiocomunicazioni civili L'uso di antenne con un diagramma di radiazione notevolmente diverso da quello circolare può aiutare a ridurre le interferenze dei trasmettitori che utilizzano la stessa frequenza della stazione radio desiderata. Queste stesse antenne consentono di determinare la direzione verso una stazione radio - per trovare la sua direzione, che a volte è necessaria per determinare la propria posizione o la posizione della stazione radio. Questo articolo parla di come questo può essere fatto con un'antenna ad anello. È possibile determinare la direzione di arrivo delle onde radio utilizzando un radiogoniometro, un dispositivo di ricezione radio dotato di un'antenna direzionale. La radiogoniometria consente di risolvere una serie di importanti problemi pratici, principalmente di natura navigazione. Ad esempio, se installi un ricevitore radiogoniometrico su un oggetto in movimento (aereo, nave, ecc.), la cui posizione non è nota, quindi utilizzandolo per determinare la direzione di arrivo delle onde radio da due o tre trasmettitori radio conosciuti , puoi scoprire la località in cui si trova attualmente l'oggetto di nostro interesse. Il modo in cui ciò avviene è illustrato in Fig. 1.
Innanzitutto viene determinato l'angolo f1 tra la direzione del meridiano N e la direzione di arrivo del segnale radio dal primo trasmettitore (“Mayak 1”). Quindi, sulla mappa di navigazione, viene tracciata una linea (rilevamento) attraverso il punto in cui questo trasmettitore si trova ad un angolo f1 rispetto al meridiano. Le stesse costruzioni vengono eseguite per il secondo trasmettitore ("Mayak 2"). Il punto di intersezione dei cuscinetti corrisponderà alla posizione dell'oggetto in movimento. Spesso la radiogoniometria risolve altri problemi. Con l'ausilio di ricevitori radiogoniometri posti in luoghi diversi, si determina la direzione di arrivo di un segnale radio proveniente dallo stesso trasmettitore e, tracciato sulla mappa il rilevamento così ottenuto, si trova la posizione del trasmettitore stesso alla punto della loro intersezione (Fig. 2).
Per determinare la direzione di arrivo di un segnale radio, è stato proposto di utilizzare prima di altre un'antenna a telaio. Per comprendere le sue proprietà direzionali, ricordiamo la struttura di un'onda elettromagnetica, illustrata in Fig. 3. Questa figura può essere trovata in qualsiasi libro di testo di ingegneria radiofonica.
Un'onda elettromagnetica è costituita da campi elettrici E e magnetici H, che oscillano con la frequenza del trasmettitore. Questi campi sono perpendicolari tra loro e, poiché l'onda stessa è trasversale, sono anche perpendicolari alla direzione della sua propagazione C. La direzione del vettore campo elettrico E determina la polarizzazione dell'onda, che può essere orizzontale, verticale e arbitrario. Nelle onde lunghe e medie, la terra e soprattutto il mare hanno una buona conduttività elettrica, quindi le onde con polarizzazione orizzontale sulla loro superficie (che è dove solitamente si trova il ricevitore) sono notevolmente attenuate. Per questo motivo tutti i trasmettitori che operano nel campo delle onde lunghe e medie emettono onde con polarizzazione verticale, il cui campo elettrico sulla superficie conduttrice è sempre perpendicolare ad essa. Un'antenna a telaio è una bobina piatta, il cui numero di spire dipende dalla portata in cui opera l'antenna. Nelle onde più corte può contenere una o più virate, mentre nelle onde più lunghe può contenerne molto di più. Secondo la legge dell'induzione elettromagnetica, un'onda radio che arriva al telaio induce in esso un campo elettromagnetico, ma affinché ciò accada, il campo magnetico deve penetrare nelle spire del telaio. Passiamo alla Fig. 4, che mostra una vista dall'alto di un'antenna a telaio verticale. Se un'onda radio passa lungo l'asse del telaio (f=0° o 180°), il suo campo magnetico non penetra nelle bobine del telaio e non c'è ricezione. Se l'onda è perpendicolare all'asse del fotogramma (f=90° o 270°), allora il segnale indotto nelle sue spire è massimo. La fem indotta nel telaio dalle onde radio che arrivano ad altri angoli f rispetto al suo asse è proporzionale al seno di questi angoli. Il grafico della dipendenza dell'EMF indotto nel fotogramma dall'angolo di arrivo dell'onda è chiamato diagramma di radiazione. In coordinate polari, sembrano due cerchi che si toccano nella posizione del fotogramma (Fig. 4).
È meglio eseguire la radiogoniometria utilizzando un'antenna ad anello non alla massima, ma alla minima ricezione, poiché quest'ultima è molto più pronunciata e la radiogoniometria è più precisa. Il diagramma di radiazione ha due minimi, quindi il rilevamento è determinato in modo ambiguo. Molto spesso è noto su quale lato si trova il trasmettitore e, se questa informazione non è disponibile, è possibile utilizzare uno dei metodi per ottenere un diagramma di radiazione unidirezionale. Ad esempio, utilizzare per la ricezione un frame ed un'antenna a stilo omnidirezionale e, sommando i segnali di due antenne con determinate ampiezze e fasi (le ampiezze devono essere uguali e le fasi sfasate di 90°), compensare uno dei massimi della frequenza del frame diagramma di radiazione, aumentando di conseguenza l'altro. In questo caso, si ottiene il cosiddetto diagramma di radiazione cardioide, che presenta un massimo “sfocato” e un minimo netto. Andrebbe tutto bene se le onde radio arrivassero al ricevitore, propagandosi lungo la superficie della Terra. Ma in questo modo arriva un'onda superficiale che gira intorno alla Terra a causa della diffrazione. La portata della sua propagazione, di regola, è di diverse centinaia di chilometri. Ma di notte, alle onde medie e lunghe, appare un'altra onda spaziale, causata dalla riflessione della ionosfera e che si estende per migliaia di chilometri. Ciò accade perché gli strati superiori dell'atmosfera (ionosfera) sono altamente ionizzati dalle radiazioni solari e cosmiche e, di conseguenza, conducono corrente elettrica e riflettono le onde radio. Durante il giorno, le onde ionosferiche nelle gamme delle onde lunghe e medie vengono fortemente assorbite. Nelle onde corte l'assorbimento è minore e le onde spaziali ionosferiche arrivano in qualsiasi momento della giornata. L'onda ionosferica arriva al fotogramma leggermente dall'alto, con un angolo b rispetto all'orizzonte (Fig. 5).
La polarizzazione dell'onda del cielo è imprevedibile a causa della rotazione del piano di polarizzazione nel plasma ionosferico magnetizzato dal campo magnetico terrestre. La presenza di onde spaziali nel punto di ricezione porta ad un errore nella ricerca della direzione, che ha ricevuto il nome speciale di errore “notturno”. Per capire come si presenta, proviamo ad utilizzare la Fig. 6 costruiscono un diagramma di radiazione tridimensionale dell'antenna a telaio. Se un'onda 1 polarizzata verticalmente proviene da una direzione orizzontale con un angolo f=90° eb=0°, la ricezione è massima. Se si aumenta l'angolo b (onda 2 in Fig. 7), l'intensità del segnale non cambierà, poiché il vettore del campo magnetico dell'onda H rimarrà comunque parallelo all'asse del telaio e il campo magnetico stesso penetrerà nelle sue spire . La ricezione sarà massima anche quando l'onda cade verticalmente, a patto che il vettore H sia parallelo all'asse del fotogramma. Queste considerazioni permettono di disegnare un diagramma di radiazione tridimensionale del telaio sotto forma di un toroide (“ciambella”) posto sull'asse del telaio. Naturalmente, solo la metà di questo toroide si alzerà sopra la superficie terrestre, come mostrato in Fig. 6. Tale diagramma è riportato in molti libri di testo sulle antenne. Il diagramma ha un asse orizzontale di minima ricezione che coincide con l'asse dell'inquadratura.
L'immagine cambia per l'onda 3, la cui direzione di arrivo coincide con l'asse del fotogramma. Tale onda non indurrà un EMF, poiché il vettore H è perpendicolare all'asse del telaio e il campo magnetico non penetra nelle sue spire. All'aumentare dell'angolo b, cioè dell'angolo di arrivo dell'onda, il vettore H rimarrà nel piano del fotogramma e sarà perpendicolare al suo asse. In questo caso non ci sarà comunque la ricezione! Ora non è più un asse, ma un piano verticale di ricezione minima, e l'asse del telaio giace su questo piano. Il diagramma di radiazione volumetrico assume la forma di due emisferi disposti su entrambi i lati del telaio. Ma che dire di un'onda che cade verticalmente: nell'esempio precedente era accettata, ma ora no? - chiederà il lettore. Correttamente, un'onda incidente verticale è accettata se il suo vettore H è parallelo all'asse del sistema, e non è accettata se è perpendicolare ad esso. Pertanto, il telaio è sensibile alla polarizzazione delle onde spaziali in arrivo. La loro polarizzazione imprevedibile porta alla “sfocatura” dei minimi del diagramma di radiazione e ad errori di rilevamento piuttosto significativi. Le antenne ad anello sono di piccole dimensioni, semplici nel design e presentano numerosi altri vantaggi. Poiché l'impedenza della bobina del telaio è induttiva, può essere sintonizzata per risuonare con le oscillazioni del segnale ricevuto semplicemente collegando un condensatore variabile. Il circuito oscillante risultante, in primo luogo, aumenta l'ampiezza del segnale ricevuto e, in secondo luogo, sopprime i segnali provenienti da stazioni non necessarie che operano ad altre frequenze, cioè aumenta la selettività del ricevitore. Un altro vantaggio del telaio è che reagisce alla componente del campo magnetico, mentre il campo vicino di interferenza delle reti a frequenza industriale contiene molto spesso la componente elettrica predominante. Pertanto, la ricezione su un'antenna a circuito magnetico in condizioni urbane è solitamente più resistente al rumore rispetto alle antenne elettriche, a dipolo e a filo. Nelle zone rurali non esiste tale differenza. E ancora una cosa: la componente magnetica dell'onda radio penetra almeno un po' all'interno degli edifici, per frazioni di lunghezza d'onda, ma comunque più in profondità di quella elettrica. Pertanto, è meglio rendere magnetiche le antenne interne. Le proprietà direzionali del telaio consentono in molti casi di eliminare o ridurre l'interferenza se la fonte dell'interferenza è localizzata e le onde radio dell'interferenza provengono da una direzione specifica. In questo caso l'asse di ricezione del frame minimo deve essere diretto verso la fonte dell'interferenza. In questo caso il segnale utile può anche essere indebolito, poiché la direzione del suo arrivo non corrisponderà più al massimo del diagramma di radiazione, tuttavia il rapporto segnale-disturbo può migliorare significativamente. Per verificarlo praticamente, accendete un ricevitore portatile con antenna magnetica in ferrite (le sue proprietà sono simili a quelle di una cornice). Quindi posiziona il ricevitore vicino a una TV o un computer funzionante (fonti di interferenze significative) e prova, ruotando il ricevitore tra le mani, a cambiare l'orientamento dell'antenna magnetica. In alcune delle sue posizioni, le interferenze saranno notevolmente ridotte. Autore: V.Polyakov, Mosca
Pelle artificiale per l'emulazione del tocco
15.04.2024 Lettiera per gatti Petgugu Global
15.04.2024 L'attrattiva degli uomini premurosi
14.04.2024
▪ Oscillatore a banda larga a chip singolo DS1087L 3V EconOscillator ▪ La tecnologia Mitsubishi Electric monitora l'attenzione del conducente
▪ sezione del sito Elettricità per principianti. Selezione dell'articolo ▪ articolo Come sono apparsi i dizionari? Risposta dettagliata ▪ articolo L'albero di Dio. Leggende, coltivazione, metodi di applicazione ▪ articolo Trovata banconota. Messa a fuoco segreta
Homepage | Biblioteca | Articoli | Mappa del sito | Recensioni del sito
www.diagram.com.ua |
Vedi altri articoli sezione 
Ultime notizie di scienza e tecnologia, nuova elettronica:
Tutte le lingue di questa pagina