1. Įvadas į antenas
Antena yra pereinamoji konstrukcija tarp laisvos erdvės ir perdavimo linijos, kaip parodyta 1 paveiksle. Perdavimo linija gali būti bendraašės linijos arba tuščiavidurio vamzdžio (bangolaidžio) pavidalo, naudojama elektromagnetinei energijai perduoti iš šaltinio į anteną arba iš antenos į imtuvą. Pirmoji yra siunčianti antena, o antroji – priimanti.antena.
1 pav. Elektromagnetinės energijos perdavimo kelias
Antenos sistemos perdavimas 1 paveiksle pavaizduotas Thevenino ekvivalentu, kaip parodyta 2 paveiksle, kur šaltinis yra idealus signalo generatorius, perdavimo linija – linija, kurios būdingoji varža Zc, o antena – apkrova ZA [ZA = (RL + Rr) + jXA]. Apkrovos varža RL rodo su antenos struktūra susijusius laidumo ir dielektrinius nuostolius, Rr – antenos spinduliuotės varžą, o reaktyvioji varža XA naudojama vaizduojamajai varžos daliai, susijusiai su antenos spinduliuote, pavaizduoti. Idealiomis sąlygomis visa signalo šaltinio generuojama energija turėtų būti perduota spinduliuotės varžai Rr, kuri naudojama antenos spinduliuotės pajėgumui pavaizduoti. Tačiau praktiškai atsiranda laidininko ir dielektrinių nuostolių dėl perdavimo linijos ir antenos savybių, taip pat nuostolių dėl atspindžio (neatitikimo) tarp perdavimo linijos ir antenos. Atsižvelgiant į šaltinio vidinę varžą ir ignoruojant perdavimo linijos bei atspindžio (neatitikimo) nuostolius, maksimali galia antenai tiekiama esant konjuguotam suderinimui.
2 pav.
Dėl perdavimo linijos ir antenos neatitikimo nuo sąsajos atsispindėjusi banga yra užklojama su iš šaltinio į anteną sklindančia banga ir sudaro stovinčią bangą, kuri atspindi energijos koncentraciją ir kaupimą ir yra tipiškas rezonansinis elementas. Tipiškas stovinčios bangos modelis pavaizduotas punktyrine linija 2 paveiksle. Jei antenos sistema netinkamai suprojektuota, perdavimo linija gali daugiausia veikti kaip energijos kaupimo elementas, o ne kaip bangolaidis ir energijos perdavimo įtaisas.
Nuostoliai, kuriuos sukelia perdavimo linija, antena ir stovinčios bangos, yra nepageidaujami. Linijos nuostolius galima sumažinti pasirinkus mažai nuostolių turinčias perdavimo linijas, o antenos nuostolius – sumažinant nuostolių varžą, pavaizduotą RL 2 paveiksle. Stovinčias bangas ir energijos kaupimą linijoje galima sumažinti suderinus antenos (apkrovos) varžą su būdingąja linijos varža.
Belaidėse sistemose, be energijos priėmimo ar perdavimo, antenos paprastai reikalingos tam tikromis kryptimis spinduliuojamai energijai sustiprinti ir kitomis kryptimis slopinti spinduliuojamą energiją. Todėl, be aptikimo įtaisų, antenos taip pat turi būti naudojamos kaip kryptiniai įtaisai. Antenos gali būti įvairių formų, kad atitiktų konkrečius poreikius. Tai gali būti laidas, apertūra, pleistras, elementų mazgas (masyvas), reflektorius, lęšis ir kt.
Belaidžio ryšio sistemose antenos yra vienas iš svarbiausių komponentų. Geras antenos dizainas gali sumažinti sistemos reikalavimus ir pagerinti bendrą sistemos našumą. Klasikinis pavyzdys yra televizija, kur transliacijų priėmimą galima pagerinti naudojant didelio našumo antenas. Antenos ryšio sistemoms yra tas pats, kas žmonėms akys.
2. Antenos klasifikacija
Raginė antena yra plokštuminė antena, mikrobangų antena su apskritu arba stačiakampiu skerspjūviu, kuris palaipsniui atsiveria bangolaidžio gale. Tai plačiausiai naudojamas mikrobangų antenos tipas. Jos spinduliuotės lauką lemia rago apertūros dydis ir sklidimo tipas. Tarp jų, rago sienelės įtaką spinduliuotei galima apskaičiuoti naudojant geometrinės difrakcijos principą. Jei rago ilgis nesikeičia, apertūros dydis ir kvadratinis fazių skirtumas didės didėjant rago atidarymo kampui, tačiau stiprinimo koeficientas nekis didėjant apertūros dydžiui. Jei reikia išplėsti rago dažnių juostą, būtina sumažinti atspindį nuo rago kaklelio ir apertūros; atspindys mažės didėjant apertūros dydžiui. Raginės antenos konstrukcija yra gana paprasta, o spinduliuotės modelis taip pat gana paprastas ir lengvai valdomas. Paprastai ji naudojama kaip vidutinio krypties antena. Mikrobangų reliniame ryšyje dažnai naudojamos parabolinės reflektorinės raginės antenos, turinčios platų dažnių juostos plotį, mažas šonines skiltis ir didelį efektyvumą.
RM-DCPHA105145-20 (10,5–14,5 GHz)
RM-BDHA1850-20 (18–50 GHz)
RM-SGHA430-10 (1,70–2,60 GHz)
2. Mikrobangų juostos antena
Mikrobangų juostos antenos struktūrą paprastai sudaro dielektrinis substratas, radiatorius ir įžeminimo plokštė. Dielektrinio substrato storis yra daug mažesnis už bangos ilgį. Substrato apačioje esantis plonas metalinis sluoksnis yra prijungtas prie įžeminimo plokštės, o priekyje fotolitografijos būdu suformuotas tam tikros formos metalinis plonas sluoksnis kaip radiatorius. Radiatoriaus formą galima keisti įvairiais būdais pagal poreikius.
Mikrobangų integravimo technologijos ir naujų gamybos procesų atsiradimas paskatino mikrobangų juostinių antenų plėtrą. Palyginti su tradicinėmis antenomis, mikrobangų juostinės antenos yra ne tik mažo dydžio, lengvos, žemo profilio, lengvai pritaikomos, bet ir lengvai integruojamos, mažos kainos, tinkamos masinei gamybai, be to, turi įvairių elektrinių savybių pranašumų.
RM-MA424435-22 (4,25–4,35 GHz)
RM-MA25527-22 (25,5–27 GHz)
3. Bangolaidžio plyšinė antena
Bangolaidžio plyšinė antena – tai antena, kuri spinduliuotei gauti naudoja bangolaidžio struktūros plyšius. Paprastai ją sudaro dvi lygiagrečios metalinės plokštės, sudarančios bangolaidį su siauru tarpu tarp dviejų plokščių. Kai elektromagnetinės bangos praeina pro bangolaidžio plyšį, atsiranda rezonanso reiškinys, dėl kurio šalia plyšio susidaro stiprus elektromagnetinis laukas, skirtas spinduliuotei gauti. Dėl paprastos konstrukcijos bangolaidžio plyšinė antena gali pasiekti plačiajuostį ir didelio efektyvumo spinduliuotę, todėl ji plačiai naudojama radaruose, ryšių įrenginiuose, belaidžiuose jutikliuose ir kitose srityse mikrobangų ir milimetrinių bangų diapazonuose. Jos privalumai yra didelis spinduliuotės efektyvumas, plačiajuosčio ryšio charakteristikos ir geras antiinterferencinis pajėgumas, todėl ją mėgsta inžinieriai ir tyrėjai.
RM-PA7087-43 (71–86 GHz)
RM-PA1075145-32 (10,75–14,5 GHz)
RM-SWA910-22 (9–10 GHz)
Bikoninė antena yra plačiajuosčio ryšio antena su bikonine struktūra, kuriai būdingas platus dažnių atsakas ir didelis spinduliuotės efektyvumas. Dvi kūginės bikoninės antenos dalys yra simetriškos viena kitai. Dėl šios struktūros galima pasiekti efektyvią spinduliuotę plačiame dažnių diapazone. Ji dažniausiai naudojama tokiose srityse kaip spektro analizė, spinduliuotės matavimas ir EMC (elektromagnetinio suderinamumo) bandymai. Ji pasižymi geru impedanso suderinimu ir spinduliuotės charakteristikomis, todėl tinka taikymo scenarijams, kuriems reikia aprėpti kelis dažnius.
RM-BCA2428-4 (24–28 GHz)
RM-BCA218-4 (2–18 GHz)
Spiralinė antena yra plačiajuosčio ryšio antena su spiraline struktūra, kuriai būdingas platus dažnių atsakas ir didelis spinduliuotės efektyvumas. Spiralinė antena pasiekia poliarizacijos įvairovę ir plačiajuostes spinduliuotės charakteristikas dėl spiralinių ričių struktūros ir tinka radarams, palydoviniam ryšiui ir belaidžio ryšio sistemoms.
RM-PSA0756-3 (0,75–6 GHz)
RM-PSA218-2R (2–18 GHz)
Norėdami sužinoti daugiau apie antenas, apsilankykite:
Įrašo laikas: 2024 m. birželio 14 d.
