Šioje šiuolaikinėje epochoje belaidis ryšys , daugelis inžinierių domisi specializacija komunikacijos srityse, tačiau tam reikalingos pagrindinės žinios apie pagrindines komunikacijos sąvokas, tokias kaip antenų tipai, elektromagnetinė spinduliuotė ir įvairūs reiškiniai, susiję su sklidimu ir kt. Bevielio ryšio sistemų atveju antenos vaidina svarbų vaidmenį vaidmuo, nes jie efektyviai paverčia elektroninius signalus į elektromagnetines bangas.

Antenų tipai

Antenos yra pagrindiniai bet kurio komponento komponentai elektros grandinė nes jie teikia sujungiamuosius ryšius tarp siųstuvo ir laisvos vietos arba tarp laisvos vietos ir imtuvo. Prieš aptariant antenų tipus, reikia suprasti keletą savybių. Be šių savybių, mes taip pat išsamiai aptariame įvairių tipų antenas, naudojamas ryšių sistemoje.

Antenų savybės

Antenos stiprinimas
Diafragma
Nukreipiamumas ir pralaidumas
Poliarizacija
Efektyvus ilgis
Poliarinė diagrama

Antenos stiprinimas: Parametras, matuojantis antenos radialinio modelio kryptingumo laipsnį, yra žinomas kaip padidėjimas. Didesnio stiprumo antena yra efektyvesnė pagal savo spinduliuotės modelį. Antenos suprojektuotos taip, kad jėga pakiltų norima kryptimi ir sumažėtų nepageidaujamomis kryptimis.

G = (antenos skleidžiama galia) / (referencinės antenos skleidžiama galia)

Diafragma: Ši diafragma taip pat žinoma kaip efektyvi antenos diafragma, aktyviai dalyvaujanti perduodant ir priimant elektromagnetines bangas. Antenos gaunama galia susiejama su kolektyvine sritimi. Šis surinktas antenos plotas yra žinomas kaip efektyvi diafragma.

Pr = Pd * A vatai
A = pr / pd m2

Nukreipiamumas ir pralaidumas: Antenos direktyva apibrėžiama kaip koncentruotos galios spinduliuotės matas tam tikra kryptimi. Tai gali būti laikoma antenos galimybe nukreipti spinduliuotę tam tikra kryptimi. Tai taip pat galima pažymėti kaip radiacijos intensyvumo tam tikra kryptimi santykį su vidutiniu spinduliuotės intensyvumu. Pralaidumas yra vienas iš norimų parametrų, norint pasirinkti anteną. Tai galima apibrėžti kaip dažnių diapazoną, per kurį antena gali tinkamai spinduliuoti energiją ir priimti energiją.

Poliarizacija: Iš antenos paleista elektromagnetinė banga gali būti poliarizuota vertikaliai ir horizontaliai. Jei banga poliarizuojasi vertikalia kryptimi, tada E vektorius yra vertikalus ir jam reikalinga vertikali antena. Jei vektorius E yra horizontaliai, jam paleisti reikia horizontalios antenos. Kartais naudojama žiedinė poliarizacija, tai yra horizontalių ir vertikalių būdų derinys.

Efektyvus ilgis: Efektyvus ilgis yra antenų parametras, apibūdinantis antenų efektyvumą perduodant ir priimant elektromagnetines bangas. Efektyvų ilgį galima nustatyti tiek perduodančioms, tiek priimančioms antenoms. EMF imtuvo įvestyje santykis su antenoje esančio elektrinio lauko intensyvumu yra žinomas kaip faktinis imtuvo ilgis. Efektyvų siųstuvo ilgį galima apibrėžti kaip laidininko laisvos vietos ilgį, o srovės pasiskirstymas per visą jo ilgį sukuria tą patį lauko intensyvumą bet kuria radiacijos kryptimi.

Efektyvus ilgis = (nevienodo srovės sklaidos plotas) / (plotas, kurio srovės pasiskirstymas yra vienodas)

Poliarinė diagrama: Svarbiausia antenos savybė yra jos spinduliuotės modelis arba polinė diagrama. Perduodančios antenos atveju tai yra diagrama, kurioje aptariamas galios lauko, kurį antena spinduliuoja įvairiomis kampinėmis kryptimis, stiprumas, kaip parodyta toliau pateiktame grafike. Siužetą taip pat galima gauti tiek vertikalioms, tiek horizontalioms plokštumoms - ir tai taip pat vadinama vertikaliais ir horizontaliais modeliais.

Iki šiol mes apžvelgėme antenų savybes ir dabar aptarsime skirtingus antenų tipus, kurie naudojami skirtingoms programoms.

Antenų tipai

Žurnalo periodinės antenos

Kaklaraiščių antenos
„Log-Periodic Dipole Array“

Vielos antenos

Trumpa dipolio antena
Dipolio antena
Monopolio antena
Kilpinė antena

Keliaujančios bangų antenos

Sraigtinės antenos
„Yagi-Uda“ antenos

Mikrobangų antenos

Stačiakampio formos mikro juostos antenos
Plokštinės apverstos-F antenos

Atšvaito antenos

Kampinis atšvaitas
Parabolinis atšvaitas

1. Žurnalo periodinės antenos

Žurnalo periodinė antena

Žurnalo periodinė antena taip pat vadinama periodine žurnalo masyvu. Tai daugiaelementė, kryptinga siauro pluošto antena, veikianti plačiu dažnių diapazonu. Ši antena yra pagaminta iš dipolių, išdėstytų palei antenos ašį, skirtingais laiko tarpais, po to seka logaritminė dažnio funkcija. Periodinė žurnalo antena naudojama įvairiose srityse, kur reikalingas kintamas pralaidumas, taip pat antenos stiprinimas ir kryptingumas.

Kaklaraiščių antenos

Kaklaraiščių antena

Kaklaraiščių antena taip pat žinoma kaip dvikampė antena arba drugelio antena. Bikoninė antena yra daugiakryptė plačiajuosčio ryšio antena. Pagal šios antenos dydį ji turi žemo dažnio atsaką ir veikia kaip aukšto dažnio filtras. Kai dažnis eina į aukštesnes ribas, toli nuo projektinio dažnio, antenos spinduliuotės modelis iškraipomas ir plinta.

Dauguma peteliškės antenų yra dvikampių antenų dariniai. Diskonas yra pusiau dvikampio tipo antena. Kaklaraiščio antena yra plokštuminė, taigi ir kryptinė.

„Log-Periodic Dipole Array“

Žurnalo periodinė dipolio antena

Dažniausias antenos tipas, naudojamas belaidžio ryšio technologija yra log-periodinė dipolio masyvas, iš esmės apimantis daugybę dipolio elementų. Šios dipolio matricos antenos sumažėja nuo galinio iki priekinio galo. Pagrindinis šios RF antenos spindulys sklinda iš mažesnio priekinio galo.

Masyvo gale esantis elementas yra didelio dydžio, o pusės bangos ilgis veikia žemo dažnio diapazone. Elemento atstumas sumažėja link priekinio masyvo galo, kuriame yra mažiausi masyvai. Šios operacijos metu, kintant dažniui, palei elementų masyvą vyksta sklandus perėjimas, dėl kurio susidaro aktyvus regionas.

2. Vielos antenos

Vielinė antena

Vielos antenos taip pat žinomos kaip linijinės arba išlenktos antenos. Šios antenos yra labai paprastos, pigios ir naudojamos įvairiausiose srityse. Šios antenos yra toliau skirstomos į keturias, kaip paaiškinta toliau.

Dipolio antena

Dipolio antena yra viena iš tiesiausių antenos išlyginimų. Ši dipolio antena susideda iš dviejų plonų metalinių strypų, tarp kurių yra sinusoidinis įtampos skirtumas. Strypų ilgis parenkamas taip, kad jie turėtų bangos ilgio ketvirtį veikimo dažniuose. Šios antenos naudojamos kuriant savo antenas ar kitas antenas. Juos sukonstruoti ir naudoti yra labai paprasta.

Dipolio antena

Dipolio antena susideda iš dviejų metalinių strypų, kuriais teka srovė ir dažnis. Šis srovės ir įtampos srautas sukelia elektromagnetinę bangą ir radijo signalai sklinda. Anteną sudaro spinduliuojantis elementas, kuris padalija strypus ir srovę teka per centrą, naudodamas tiektuvą prie siųstuvo, kuris imamas iš imtuvo. Skirtingi dipolio antenų tipai, RF antenos apima pusę bangos, daugkartinę, sulankstytą, nereaguojančią ir pan.

Trumpojo dipolio antena:

“srovės tipas jūsų namuose dažniausiai yra ”

Trumpa dipolio antena

Tai paprasčiausias visų tipų antenas. Ši antena yra atvira grandinė, kurioje trumpai žymima „bangos ilgio atžvilgiu“, todėl ši antena teikia pirmenybę laido dydžiui, palyginti su veikimo dažnio bangos ilgiu. Jame vis tiek atsižvelgiama į absoliutų dipolio antenos dydį. Trumpa dipolio antena yra sudaryta iš dviejų linijinių laidininkų, kurie išdėstyti iki galo, o tiektuvas turi nedidelį tarpą tarp laidininkų. Dipolis laikomas trumpu, jei spinduliuojančio elemento ilgis yra mažesnis nei dešimtoji bangos ilgio.

L<λ/10

Trumpa dipolio antena yra pagaminta iš dviejų linijinių laidininkų, kurie išdėstyti nuo galo iki galo, o tiektuvas turi mažą tarpą tarp laidininkų.

Trumpa dipolio antena efektyvumo požiūriu retai būna patenkinama, nes didžioji į šią anteną patenkančios energijos dalis išsisklaido, nes šilumos ir varžos nuostoliai taip pat tampa palaipsniui dideli.

Monopolio antena

Monopolio antena yra pusė paprastos dipolio antenos, esančios virš įžemintos plokštumos, kaip parodyta žemiau esančiame paveikslėlyje.

Spinduliavimo schema virš įžemintos plokštumos bus tokia pati kaip pusiau bangos dipolio antenos, tačiau visa spinduliuojama galia yra pusė tos dipolio, kurią laukas skleidžia tik viršutinio pusrutulio srityje. Šių antenų kryptingumas tampa dvigubas, palyginti su dipolio antenomis.

Monopolinės antenos taip pat naudojamos kaip ant transporto priemonių pritvirtintos antenos, nes jos suteikia reikiamą žemės plokštumų antenoms, sumontuotoms virš žemės.

Kilpinė antena

Kilpinė antena

Loop antenos turi panašias savybes tiek su dipolio, tiek su monopolio antenomis, nes yra paprastos ir lengvai sukonstruojamos. Loop antenos yra įvairių formų, pavyzdžiui, apskritos, elipsinės, stačiakampės ir kt. Pagrindinės kilpos antenos charakteristikos nepriklauso nuo jos formos. Jie yra plačiai naudojami ryšių ryšiuose, kurių dažnis yra maždaug 3 GHz. Šios antenos taip pat gali būti naudojamos kaip elektromagnetinio lauko zondai mikrobangų juostose.

Kilpinės antenos apimtis lemia antenos efektyvumą, panašų į dipolio ir monopolio antenų efektyvumą. Šios antenos dar skirstomos į du tipus: elektriškai mažos ir elektriškai didelės, atsižvelgiant į kilpos apimtį.

Elektra mažos kilpos antena ———> Apimtis≤λ⁄10

Elektriškai didelė kilpos antena ———> Apimtis≈λ

Elektriškai mažos vieno posūkio kilpos turi mažą atsparumą radiacijai, palyginti su jų atsparumu nuostoliams. Mažų kilpų antenų atsparumą radiacijai galima pagerinti pridedant daugiau posūkių. Daugkartinės kilpos pasižymi geresniu atsparumu radiacijai, net jei jos yra mažesnio efektyvumo.

Mažos kilpos antena

Dėl to mažos kilpos antena dažniausiai naudojama kaip priėmimo antena, kur nuostoliai nėra privalomi. Mažos kilpos nėra naudojamos kaip perdavimo antenos dėl mažo jų efektyvumo.

Rezonansinės kilpos antenos yra santykinai didelės ir yra nukreiptos veikiant bangos ilgiui. Jie taip pat žinomi kaip didelės kilpos antenos, nes naudojamos aukštesniais dažniais, tokiais kaip VHF ir UHF, kur jų dydis yra patogus. Jie gali būti vertinami kaip sulankstytos dipolio antenos ir deformuoti į skirtingas formas, pavyzdžiui, sferines, kvadratines ir kt., Ir turi panašias savybes, pavyzdžiui, didelio radiacijos efektyvumą.

3. Keliaujančios bangų antenos

Sraigtinės antenos

Sraigtinės antenos taip pat žinomos kaip spiralės antenos. Jie turi gana paprastas struktūras, kurių kiekviena suvyniota po vieną, du ar daugiau laidų, kad būtų suformuota spiralė, paprastai paremta įžeminimo plokštuma arba formos atšvaitu ir valdoma atitinkamu tiekimu. Dažniausias dizainas yra vienas laidas, paremtas žeme ir tiekiamas koaksialine linija.

Apskritai spiralinės antenos spinduliuotės savybės yra susijusios su šia specifikacija: elektrinis konstrukcijos dydis, kai įėjimo varža yra jautresnė žingsniui ir laido dydžiui.

Sraigtinė antena

Sraigtinėse antenose yra du vyraujantys radiacijos režimai: įprastas ir ašinis. Ašinis režimas naudojamas įvairiose srityse. Įprastu režimu spiralės matmenys yra maži, palyginti su jo bangos ilgiu. Ši antena veikia kaip trumpoji dipolio arba monopolio antena. Ašiniu režimu spiralės matmenys yra vienodi, palyginti su jo bangos ilgiu. Ši antena veikia kaip kryptinė antena.

„Yagi-Uda“ antena

„Yagi-Uda“ antena

Kita antena, naudojanti pasyvius elementus, yra „Yagi-Uda“ antena . Šio tipo antenos yra nebrangios ir efektyvios. Jis gali būti sukonstruotas su vienu ar daugiau atšvaitų elementų ir vienu ar daugiau režisieriaus elementų. „Yagi“ antenas galima pagaminti naudojant anteną su vienu atšvaitu, varomą sulankstytą dipolinį aktyvųjį elementą ir režisierius, montuojamus horizontaliai poliarizacijai į priekį.

“kuris iš šių nėra belaidžio tinklo ryšio pavyzdys ”

4. Mikrobangų antenos

Antenos, veikiančios mikrobangų dažniais, yra žinomos kaip mikrobangų antenos . Šios antenos naudojamos įvairiausiose srityse.

Stačiakampio formos mikro juostos antenos

Stačiakampio formos mikro juostos antenos

Taikant erdvėlaivius ar orlaivius - atsižvelgiant į tokias specifikacijas kaip dydis, svoris, kaina, našumas, paprastas montavimas ir kt., Pirmenybė teikiama žemo profilio antenoms. Šios antenos yra žinomos kaip stačiakampės mikrolaidžių antenos arba pleistro antenos. Joms reikia tik vietos tiekimo linijai, kuri paprastai yra už įžeminimo plokštumos. Pagrindinis šių antenų naudojimo trūkumas yra neefektyvus ir labai siauras pralaidumas, kuris paprastai yra procento dalis arba daugiausia keli procentai.

Plokštinės apverstos-F antenos

Plokščioji atvirkštinės F antena gali būti laikoma linijinės apverstos F antenos (IFA) tipu, kurioje laidą spinduliuojantis elementas pakeičiamas plokšte, kad padidėtų pralaidumas. Šių antenų pranašumas yra tas, kad jas galima paslėpti mobiliojo telefono korpuse, palyginti su skirtingų tipų antenomis, pvz., Botagu, lazdele ar spiralinėmis antenomis ir kt. Kitas privalumas yra tai, kad jos gali sumažinti atgalinę spinduliuotę link anteną sugerdama galią, kuri padidina efektyvumą. Jie suteikia didelį pelną tiek horizontalios, tiek vertikalios būsenos. Ši funkcija yra svarbiausia bet kokio tipo antenoms, naudojamoms belaidžiu ryšiu.

5. Atšvaitų antenos

Kampinė atšvaito antena

Kampinė atšvaito antena

Antena, kurią sudaro vienas ar daugiau dipolio elementų, išdėstytų priešais kampinį atšvaitą, vadinama kampinio atšvaito antena. Bet kurios antenos kryptingumą galima padidinti naudojant atšvaitus. Vielos antenos atveju už antenos naudojamas laidus lakštas, nukreipiantis spinduliuotę pirmyn.

Parabolinė-atšvaitinė antena

Spinduliuojantis parabolinės antenos paviršius turi labai didelius matmenis, palyginti su jo bangos ilgiu. Geometrinė optika, kuri priklauso nuo spindulių ir bangų frontų, naudojama žinoti apie tam tikras šių antenų ypatybes. Tam tikras svarbias šių antenų savybes galima ištirti naudojant spindulių optiką, o kitų antenų - naudojant elektromagnetinio lauko teoriją.

Parabolinė antena

Viena iš naudingų šios antenos savybių yra besiskiriančios sferinės bangos fronto pavertimas lygiagrečios bangos frontu, sukuriančiu siaurą antenos spindulį. Įvairių rūšių pašarai, naudojantys šį parabolinį atšvaitą, yra ragų, Dekarto ir dipolio pašarai.

Šiame straipsnyje jūs ištyrėte įvairius antenų tipus ir jų taikymą belaidžio ryšio srityje bei antenų naudojimą perduodant ir priimant duomenis. Dėl bet kokios pagalbos dėl šio straipsnio susisiekite su mumis komentuodami toliau pateiktame komentarų skyriuje.

nuotrauka Kreditai: