Aħbarijiet - Introduzzjoni u klassifikazzjoni ta' xi antenni komuni

1. Introduzzjoni għall-antenni
Antenna hija struttura ta 'tranżizzjoni bejn spazju ħieles u linja ta' trasmissjoni, kif muri fil-Figura 1. Il-linja ta 'trażmissjoni tista' tkun fil-forma ta 'linja koassjali jew tubu vojt (gwida tal-mewġ), li tintuża biex tittrasmetti enerġija elettromanjetika minn sors għal antenna, jew minn antenna għal riċevitur. L-ewwel hija antenna li tittrasmetti, u l-aħħar hija antenna li tirċievi.

Figura 1 Mogħdija tat-trażmissjoni tal-enerġija elettromanjetika (spazju ħieles mill-antenna tal-linja tat-trasmissjoni tas-sors)

It-trażmissjoni tas-sistema tal-antenna fil-mod ta 'trażmissjoni tal-Figura 1 hija rappreżentata mill-ekwivalenti ta' Thevenin kif muri fil-Figura 2, fejn is-sors huwa rappreżentat minn ġeneratur ta 'sinjal ideali, il-linja ta' trasmissjoni hija rappreżentata minn linja b'impedenza karatteristika Zc, u l-antenna hija rappreżentata b'tagħbija ZA [ZA = (RL + Rr) + jXA]. Ir-reżistenza tat-tagħbija RL tirrappreżenta l-konduzzjoni u t-telf dielettriċi assoċjati mal-istruttura tal-antenna, filwaqt li Rr tirrappreżenta r-reżistenza għar-radjazzjoni tal-antenna, u r-reattanza XA tintuża biex tirrappreżenta l-parti immaġinarja tal-impedenza assoċjata mar-radjazzjoni tal-antenna. Taħt kundizzjonijiet ideali, l-enerġija kollha ġġenerata mis-sors tas-sinjal għandha tiġi trasferita għar-reżistenza għar-radjazzjoni Rr, li tintuża biex tirrappreżenta l-kapaċità tar-radjazzjoni tal-antenna. Madankollu, f'applikazzjonijiet prattiċi, hemm telf konduttur-dielettriku minħabba l-karatteristiċi tal-linja ta 'trażmissjoni u l-antenna, kif ukoll telf ikkawżat minn riflessjoni (nuqqas ta' qbil) bejn il-linja ta 'trażmissjoni u l-antenna. Meta wieħed iqis l-impedenza interna tas-sors u jinjora l-linja ta 'trażmissjoni u t-telf ta' riflessjoni (nuqqas ta 'qbil), il-qawwa massima hija pprovduta lill-antenna taħt tqabbil konjugat.

Figura 2

Minħabba n-nuqqas ta 'qbil bejn il-linja ta' trażmissjoni u l-antenna, il-mewġ rifless mill-interface huwa superimpost mal-mewġa inċidentali mis-sors għall-antenna biex tifforma mewġa wieqfa, li tirrappreżenta konċentrazzjoni u ħażna ta 'enerġija u hija apparat reżonanti tipiku. Mudell tipiku tal-mewġ wieqfa jintwera bil-linja bit-tikek fil-Figura 2. Jekk is-sistema tal-antenna mhix iddisinjata kif suppost, il-linja ta 'trażmissjoni tista' taġixxi bħala element ta 'ħażna tal-enerġija fil-biċċa l-kbira, aktar milli bħala gwida tal-mewġ u apparat ta' trasmissjoni tal-enerġija.
It-telf ikkawżat mil-linja ta 'trażmissjoni, l-antenna u l-mewġ permanenti mhumiex mixtieqa. It-telf tal-linja jista 'jiġi minimizzat billi jintgħażlu linji ta' trażmissjoni b'telf baxx, filwaqt li t-telf ta 'l-antenna jista' jitnaqqas billi titnaqqas ir-reżistenza għat-telf rappreżentata minn RL fil-Figura 2. Il-mewġ permanenti jista 'jitnaqqas u l-ħażna tal-enerġija fil-linja tista' tiġi minimizzata billi titqabbel l-impedenza ta ' l-antenna (tagħbija) bl-impedenza karatteristika tal-linja.
F'sistemi mingħajr fili, minbarra li jirċievu jew jittrasmettu l-enerġija, l-antenni huma ġeneralment meħtieġa biex itejbu l-enerġija rradjata f'ċerti direzzjonijiet u jrażżnu l-enerġija rradjata f'direzzjonijiet oħra. Għalhekk, minbarra l-apparati ta 'skoperta, l-antenni għandhom jintużaw ukoll bħala apparati direzzjonali. L-antenni jistgħu jkunu f'diversi forom biex jissodisfaw ħtiġijiet speċifiċi. Jista 'jkun wajer, apertura, garża, assemblaġġ ta' element (array), riflettur, lenti, eċċ.

Fis-sistemi ta 'komunikazzjoni mingħajr fili, l-antenni huma wieħed mill-komponenti l-aktar kritiċi. Disinn tajjeb tal-antenna jista 'jnaqqas ir-rekwiżiti tas-sistema u jtejjeb il-prestazzjoni ġenerali tas-sistema. Eżempju klassiku huwa t-televiżjoni, fejn ir-riċeviment tax-xandir jista’ jittejjeb bl-użu ta’ antenni ta’ prestazzjoni għolja. L-antenni huma għas-sistemi ta' komunikazzjoni dak li l-għajnejn huma għall-bnedmin.

2. Klassifikazzjoni tal-antenna
1. Antenna tal-Wajer
L-antenni tal-wajer huma wieħed mit-tipi l-aktar komuni ta’ antenni għaliex jinstabu kważi kullimkien - karozzi, bini, vapuri, ajruplani, vetturi spazjali, eċċ. Hemm diversi forom ta’ antenni tal-wajer, bħal linja dritta (dipole), loop, spirali, kif muri fil-Figura 3. L-antenni tal-linja m'għandhomx bżonn biss ikunu ċirkolari. Jistgħu jkunu rettangolari, kwadri, ovali jew kwalunkwe forma oħra. L-antenna ċirkolari hija l-aktar komuni minħabba l-istruttura sempliċi tagħha.

Figura 3

2. Antenni tal-Apertura
L-antenni tal-apertura qed ikollhom rwol akbar minħabba d-domanda dejjem tikber għal forom aktar kumplessi ta 'antenni u l-użu ta' frekwenzi ogħla. Xi forom ta 'antenni ta' apertura (antenni tal-ħorn piramidali, konikali u rettangolari) huma murija fil-Figura 4. Dan it-tip ta 'antenna huwa utli ħafna għal applikazzjonijiet ta' inġenji tal-ajru u vetturi spazjali minħabba li jistgħu jiġu mmuntati b'mod konvenjenti ħafna fuq il-qoxra ta 'barra tal-inġenju tal-ajru jew tal-vettura spazjali. Barra minn hekk, jistgħu jiġu koperti b'saff ta 'materjal dielettriku biex jipproteġuhom minn ambjenti ħarxa.

Figura 4

3. Antenna Microstrip
L-antenni Microstrip saru popolari ħafna fis-snin sebgħin, prinċipalment għal applikazzjonijiet bis-satellita. L-antenna tikkonsisti minn substrat dielettriku u garża tal-metall. Il-garża tal-metall jista 'jkollha ħafna forom differenti, u l-antenna tal-garża rettangolari murija fil-Figura 5 hija l-aktar komuni. L-antenni Microstrip għandhom profil baxx, huma adattati għal uċuħ ċatti u mhux ċatti, huma sempliċi u rħas għall-manifattura, għandhom robustezza għolja meta mmuntati fuq uċuħ riġidi, u huma kompatibbli mad-disinji MMIC. Jistgħu jiġu mmuntati fuq il-wiċċ ta 'inġenji tal-ajru, vetturi spazjali, satelliti, missili, karozzi, u anke apparat mobbli u jistgħu jiġu ddisinjati b'mod konformi.

Figura 5

4. Array Antenna
Il-karatteristiċi tar-radjazzjoni meħtieġa minn ħafna applikazzjonijiet jistgħu ma jinkisbux b'element ta' antenna wieħed. Arrays tal-antenna jistgħu jagħmlu r-radjazzjoni mill-elementi sintetizzati biex jipproduċu radjazzjoni massima f'direzzjoni speċifika waħda jew aktar, eżempju tipiku jidher fil-Figura 6.

Figura 6

5. Riflettur Antenna
Is-suċċess tal-esplorazzjoni spazjali wassal ukoll għall-iżvilupp mgħaġġel tat-teorija tal-antenna. Minħabba l-ħtieġa għal komunikazzjoni fuq distanza ultra-twila, antenni ta 'qligħ estremament għoli għandhom jintużaw biex jittrasmettu u jirċievu sinjali miljuni ta' mili 'l bogħod. F'din l-applikazzjoni, forma ta 'antenna komuni hija l-antenna parabolika murija fil-Figura 7. Dan it-tip ta' antenna għandu dijametru ta '305 metru jew aktar, u daqs daqshekk kbir huwa meħtieġ biex jinkiseb il-qligħ għoli meħtieġ biex jittrasmettu jew jirċievi sinjali miljuni ta' mili bogħod. Forma oħra ta 'riflettur hija riflettur tal-kantuniera, kif muri fil-Figura 7 (c).

Figura 7

6. Antenni tal-lenti
Il-lentijiet jintużaw primarjament biex jikkollimaw l-enerġija mxerrda inċidentali biex ma tħallix li tinfirex f'direzzjonijiet ta' radjazzjoni mhux mixtieqa. Billi jibdlu b'mod xieraq il-ġeometrija tal-lenti u jagħżlu l-materjal it-tajjeb, jistgħu jikkonvertu diversi forom ta 'enerġija diverġenti f'mewġ pjan. Jistgħu jintużaw fil-biċċa l-kbira tal-applikazzjonijiet bħal antenni rifletturi paraboliċi, speċjalment fi frekwenzi ogħla, u d-daqs u l-piż tagħhom isiru kbar ħafna fi frekwenzi aktar baxxi. L-antenni tal-lenti huma kklassifikati skont il-materjali tal-kostruzzjoni jew il-forom ġeometriċi tagħhom, li wħud minnhom huma murija fil-Figura 8.