Классификация антенн: специалисты рассказали про виды конструкций, возможности и сферы применения

Антенна – это далеко не просто металлический элемент, передающий или принимающий сигнал. В научной, промышленной и инженерной практике антенны являются сложными техническими решениями, от которых зависят точность измерений, эффективность радиосвязи и даже безопасность оборудования.

Их конструкция напрямую связана с назначением: то, что эффективно в ближнеполевых измерениях, не подойдёт для дальнего космического канала или ЭМС-тестирования.

В этой статье разобраны распространённые типы антенн – от рамочных до рупорных – и объяснено, где, как и почему применяются конкретные конструкции.

Рамочные антенны: чувствительность к магнитному полю

Рамочные (или петлевые) антенны работают на принципе индукции тока под действием магнитного поля. Их ключевая особенность – высокая чувствительность к низкочастотному диапазону и отличная направленность в ближнем поле. Эти антенны широко применяются в радиофизике, биомедицинской диагностике, геолокации и ближнеполевых ЭМС-измерениях.

Из-за компактных размеров и узкой полосы пропускания рамочные антенны чаще всего используются в составе комплексных измерительных установок, где критично зарегистрировать даже минимальные магнитные наводки. Также они незаменимы при анализе электромагнитной обстановки в закрытых помещениях.

Дипольные антенны: стандарт для калибровки и лабораторий

Диполь – один из самых узнаваемых и универсальных форматов антенн. Классическая симметричная конструкция делает его подходящим решением для базовых измерений, отладки, испытаний на электромагнитную совместимость, а также для использования в роли эталонного излучателя.

Антенны измерительные и излучающие, основанные на дипольной конфигурации, применяются в сотнях лабораторий по всему миру. Они используются при тестах на помехоэмиссию, в качестве части калибровочных установок и в измерительных системах с широким охватом частот.

В частности, могут подойти дипольные антенны, если требуется воспроизводимый результат и высокая линейность в диапазоне от 30 МГц до 1 ГГц. Такие антенны обеспечивают стабильную диаграмму направленности и надёжно работают даже в условиях высоких внешних помех.

Логопериодические антенны: охват широкого диапазона

Логопериодические конструкции – это решение для тех, кому нужно покрыть широкий диапазон частот одним устройством. За счёт геометрически прогрессирующего расположения вибраторов антенна работает как бы «по частям», обеспечивая устойчивую диаграмму направленности от нескольких сотен мегагерц до нескольких гигагерц.

Такие антенны активно применяются в телекоммуникационных системах, тестовых стендах, ЭМС-испытаниях и даже в наземных приёмниках спутникового сигнала. Их ключевое преимущество – стабильность параметров по всей полосе частот и компактность при относительно высоком усилении.

Спиральные антенны: круговая поляризация и ширина полосы

Для задач, где критична круговая поляризация, инженеры выбирают спиральные антенны. Их применяют в спутниковой связи, радарных установках, аэрокосмических программах и в тестировании оборудования, подверженного многолучевым отражениям.

Геликоидальные антенны обеспечивают отличную устойчивость к изменению угла между приёмником и передатчиком, а также сохраняют стабильную характеристику при вращении объекта. При этом спиральные антенны легко масштабируются, что делает их удобными как для полевых, так и для лабораторных задач.

Рупорные антенны: излучение без компромиссов

Рупорные антенны могут подойти, когда важны точность, мощность и контроль над формой излучения. Конусообразная конструкция формирует направленную диаграмму и эффективно передаёт энергию в свободное пространство. Эти антенны активно применяются в измерениях отражённой и проходящей мощности, в тестах на устойчивость (RS) и в радиолокационных системах.

Они используются в лабораториях, занимающихся ЭМС-тестированием, в том числе при сертификации по стандартам MIL-STD-461, DO-160 и EN 61000-4-3. Инженеры могут выбрать их за надёжность, высокое усиление и предсказуемое поведение даже в сложных условиях.

Заключение

Мир антенн измерительных и излучающих гораздо разнообразнее, чем кажется на первый взгляд. Каждая конструкция – от простой рамки до сложного рупора – создавалась под конкретную задачу: будь то точные лабораторные измерения, испытания на электромагнитную совместимость или работа в условиях промышленного шума.

Ключ к эффективной работе – осознанный выбор антенны под задачу. Рамочные антенны используют в ближнем поле, дипольные – в эталонных измерениях, спиральные – при сложной поляризации, логопериодические – для широких диапазонов, а рупорные – когда нужна высокая мощность и направленность. Грамотное комбинирование этих решений позволяет инженерам добиваться высокой точности, воспроизводимости и соответствия международным требованиям.

• Интереснейшие публикации иркутских СМИ — в соцсетях: ВКонтакте, Одноклассники, Telegram