1. Antenų įvadas
Antena yra pereinamoji struktūra tarp laisvos erdvės ir perdavimo linijos, kaip parodyta 1 paveiksle. Perdavimo linija gali būti koaksialinės linijos arba tuščiavidurio vamzdžio (bangolaidžio), kuris naudojamas elektromagnetinei energijai iš šaltinio perduoti. prie antenos arba nuo antenos prie imtuvo. Pirmoji yra perdavimo antena, o antroji - priėmimo antena.
1 pav. Elektromagnetinės energijos perdavimo kelias (šaltinis-perdavimo linija-laisva erdvė be antenos)
Antenos sistemos perdavimas 1 paveiksle pavaizduotu perdavimo režimu pavaizduotas Thevenin atitikmeniu, kaip parodyta 2 paveiksle, kur šaltinis vaizduojamas idealiu signalo generatoriumi, perdavimo linija vaizduojama linija, kurios būdingoji varža Zc, ir antena pavaizduota apkrova ZA [ZA = (RL + Rr) + jXA]. Atsparumas apkrovai RL reiškia laidumo ir dielektrinius nuostolius, susijusius su antenos struktūra, o Rr – antenos spinduliavimo varžą, o reaktyvumas XA naudojamas vaizduoti įsivaizduojamą varžos dalį, susietą su antenos spinduliuote. Idealiomis sąlygomis visa signalo šaltinio generuojama energija turėtų būti perkelta į spinduliuotės varžą Rr, kuri naudojama antenos spinduliavimo galiai pavaizduoti. Tačiau praktikoje atsiranda laidininko dielektrinių nuostolių dėl perdavimo linijos ir antenos charakteristikų, taip pat nuostolių, atsirandančių dėl perdavimo linijos ir antenos atspindžio (neatitikimo). Atsižvelgiant į šaltinio vidinę varžą ir neatsižvelgiant į perdavimo liniją ir atspindžio (neatitikimo) nuostolius, didžiausia galia suteikiama antenai pagal konjuguotą suderinimą.
2 pav
Dėl nesutapimo tarp perdavimo linijos ir antenos, atspindėta banga iš sąsajos yra uždengta krintanti banga iš šaltinio į anteną, kad susidarytų stovi banga, kuri atspindi energijos koncentraciją ir kaupimą ir yra tipiškas rezonansinis įrenginys. Tipiškas stovinčios bangos modelis parodytas punktyrine linija 2 paveiksle. Jei antenos sistema nėra tinkamai suprojektuota, perdavimo linija gali veikti kaip energijos kaupimo elementas, o ne kaip bangolaidis ir energijos perdavimo įtaisas.
Perdavimo linijos, antenos ir stovinčių bangų sukeliami nuostoliai yra nepageidaujami. Linijos nuostolius galima sumažinti parenkant mažų nuostolių perdavimo linijas, o antenos nuostolius galima sumažinti sumažinus nuostolių varžą, pavaizduotą RL 2 paveiksle. Stovėjimo bangas galima sumažinti, o energijos kaupimą linijoje galima sumažinti iki minimumo suderinus impedansą. antena (apkrova) su būdinga linijos varža.
Belaidėse sistemose, be energijos priėmimo ar perdavimo, antenos paprastai reikalingos tam, kad sustiprintų spinduliuojamą energiją tam tikromis kryptimis ir slopintų spinduliuojamą energiją kitomis kryptimis. Todėl, be aptikimo prietaisų, antenos taip pat turi būti naudojamos kaip krypties įtaisai. Antenos gali būti įvairių formų, kad atitiktų specifinius poreikius. Tai gali būti viela, diafragma, 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 veikimą. Klasikinis pavyzdys yra televizija, kur transliacijos priėmimą galima pagerinti naudojant aukštos kokybės antenas. Antenos komunikacijos sistemoms yra tokios, kokios akys yra žmonėms.
2. Antenos klasifikacija
1. Laidinė antena
Vielinės antenos yra viena iš labiausiai paplitusių antenų tipų, nes jos randamos beveik visur – automobiliuose, pastatuose, laivuose, lėktuvuose, erdvėlaiviuose ir t.t.. Yra įvairių formų laidinių antenų, tokių kaip tiesios (dipolio), kilpinės, spiralinės, kaip parodyta 3 paveiksle. Kilpinės antenos turi būti ne tik apskritos. Jie gali būti stačiakampiai, kvadratiniai, ovalūs ar bet kokios kitos formos. Apvali antena yra labiausiai paplitusi dėl savo paprastos konstrukcijos.
3 pav
2. Diafragmos antenos
Diafragmos antenos vaidina didesnį vaidmenį dėl didėjančios sudėtingesnių formų antenų paklausos ir aukštesnių dažnių naudojimo. Kai kurios diafragmos antenų formos (piramidinės, kūginės ir stačiakampės raginės antenos) parodytos 4 paveiksle. Šio tipo antenos labai naudingos orlaiviams ir erdvėlaiviams, nes jas galima labai patogiai pritvirtinti prie išorinio orlaivio arba erdvėlaivio korpuso. Be to, jie gali būti padengti dielektrinės medžiagos sluoksniu, kad apsaugotų juos nuo atšiaurios aplinkos.
4 pav
3. Mikrojuostelinė antena
Aštuntajame dešimtmetyje mikrojuostos antenos tapo labai populiarios, daugiausia skirtos palydovinėms programoms. Antena susideda iš dielektrinio pagrindo ir metalinio pleistro. Metalinis pleistras gali būti įvairių formų, o stačiakampė antena, parodyta 5 paveiksle, yra labiausiai paplitusi. Mikrojuostelių antenos yra žemo profilio, tinkamos plokštiems ir neplokštiems paviršiams, yra paprastos ir nebrangios gaminti, turi didelį tvirtumą, kai montuojamos ant standžių paviršių, ir yra suderinamos su MMIC konstrukcijomis. Jie gali būti montuojami ant orlaivių, erdvėlaivių, palydovų, raketų, automobilių ir net mobiliųjų įrenginių paviršiaus ir gali būti atitinkamai suprojektuoti.
5 pav
4. Masyvo antena
Spinduliavimo charakteristikos, kurių reikia daugeliui programų, gali būti nepasiektos vienu antenos elementu. Antenos matricos gali sukelti spinduliuotę iš elementų, susintetintų taip, kad viena ar keliomis konkrečiomis kryptimis būtų gaunama didžiausia spinduliuotė, tipiškas pavyzdys parodytas 6 paveiksle.
6 pav
5. Atšvaito antena
Kosmoso tyrinėjimų sėkmė taip pat paskatino sparčią antenų teorijos plėtrą. Dėl itin didelio nuotolio ryšio poreikio signalams perduoti ir priimti už milijonų mylių turi būti naudojamos itin didelio stiprumo antenos. Šioje programoje įprasta antenos forma yra parabolinė antena, parodyta 7 paveiksle. Šio tipo antenos skersmuo yra 305 metrai ar daugiau, o toks didelis dydis yra būtinas norint pasiekti didelį stiprinimą, reikalingą milijonų signalų perdavimui arba priėmimui. mylių atstumu. Kita atšvaito forma yra kampinis atšvaitas, kaip parodyta 7 paveiksle (c).
7 pav
6. Objektyvo antenos
Lęšiai pirmiausia naudojami krintančios išsklaidytos energijos kolifikavimui, kad būtų išvengta jos plitimo nepageidaujamomis spinduliuotės kryptimis. Tinkamai pakeitus lęšio geometriją ir pasirinkus tinkamą medžiagą, jie gali paversti įvairias skirtingos energijos formas plokštuminėmis bangomis. Jie gali būti naudojami daugelyje programų, pavyzdžiui, parabolinių reflektorių antenų, ypač esant aukštesniems dažniams, o jų dydis ir svoris tampa labai dideli esant žemesniems dažniams. Objektyvo antenos klasifikuojamos pagal jų konstrukcines medžiagas arba geometrines formas, kai kurios iš jų parodytos 8 pav.
8 pav
Norėdami sužinoti daugiau apie antenas, apsilankykite:
Paskelbimo laikas: 2024-07-19
