1. Uvod v antene
Antena je prehodna struktura med prostim prostorom in daljnovodom, kot je prikazano na sliki 1. Daljnovod je lahko v obliki koaksialnega voda ali votle cevi (valovoda), ki se uporablja za prenos elektromagnetne energije od vira do antene ali od antene do sprejemnika. Prva je oddajna antena, druga pa sprejemna.antena.
Slika 1 Pot prenosa elektromagnetne energije
Prenos antenskega sistema v načinu prenosa na sliki 1 je predstavljen s Theveninovim ekvivalentom, kot je prikazano na sliki 2, kjer vir predstavlja idealni generator signala, daljnovod je predstavljen z linijo z značilno impedanco Zc, antena pa je predstavljena z obremenitvijo ZA [ZA = (RL + Rr) + jXA]. Upor obremenitve RL predstavlja prevodnostne in dielektrične izgube, povezane s strukturo antene, medtem ko Rr predstavlja sevalno upornost antene, reaktanca XA pa se uporablja za predstavitev imaginarnega dela impedance, povezane s sevanjem antene. V idealnih pogojih bi se morala vsa energija, ki jo ustvari vir signala, prenesti na sevalno upornost Rr, ki se uporablja za predstavitev sevalne zmogljivosti antene. Vendar pa v praktični uporabi obstajajo prevodno-dielektrične izgube zaradi značilnosti daljnovoda in antene, pa tudi izgube zaradi odboja (neusklajenosti) med daljnovodom in anteno. Če upoštevamo notranjo impedanco vira in zanemarimo izgube v daljnovodu in odboju (neusklajenosti), antena doseže največjo moč pri konjugiranem ujemanju.
Slika 2
Zaradi neusklajenosti med daljnovodom in anteno se odbiti val z vmesnika prekriva z vpadnim valom od vira do antene in tvori stoječi val, ki predstavlja koncentracijo in shranjevanje energije ter je tipična resonančna naprava. Tipičen vzorec stoječega vala je prikazan s pikčasto črto na sliki 2. Če antenski sistem ni pravilno zasnovan, lahko daljnovod v veliki meri deluje kot element za shranjevanje energije in ne kot valovod in naprava za prenos energije.
Izgube, ki jih povzročajo daljnovod, antena in stoječi valovi, so nezaželene. Izgube v vodu je mogoče zmanjšati z izbiro daljnovodov z nizkimi izgubami, izgube v anteni pa z zmanjšanjem upornosti izgub, ki jo na sliki 2 predstavlja RL. Stoječe valove je mogoče zmanjšati in shranjevanje energije v vodu zmanjšati z usklajevanjem impedance antene (bremena) z značilno impedanco voda.
V brezžičnih sistemih so poleg sprejemanja ali oddajanja energije običajno potrebne tudi antene za povečanje sevane energije v določenih smereh in zatiranje sevane energije v drugih smereh. Zato je treba antene poleg detekcijskih naprav uporabljati tudi kot usmerjene naprave. Antene so lahko v različnih oblikah, da ustrezajo specifičnim potrebam. Lahko so žica, odprtina, obliž, sklop elementov (matrika), reflektor, leča itd.
V brezžičnih komunikacijskih sistemih so antene ena najpomembnejših komponent. Dobra zasnova antene lahko zmanjša sistemske zahteve in izboljša splošno delovanje sistema. Klasičen primer je televizija, kjer je mogoče sprejem oddajanja izboljšati z uporabo visokozmogljivih anten. Antene so za komunikacijske sisteme to, kar so oči za ljudi.
2. Klasifikacija anten
Ročna antena je planarna antena, mikrovalovna antena s krožnim ali pravokotnim prerezom, ki se postopoma odpira na koncu valovoda. Je najpogosteje uporabljena vrsta mikrovalovne antene. Njeno sevalno polje je določeno z velikostjo odprtine roga in vrsto širjenja. Med njimi je mogoče vpliv stene roga na sevanje izračunati z uporabo principa geometrijske difrakcije. Če dolžina roga ostane nespremenjena, se bosta velikost odprtine in kvadratna fazna razlika povečala z naraščajočim kotom odpiranja roga, vendar se ojačanje ne bo spremenilo z velikostjo odprtine. Če je treba razširiti frekvenčni pas roga, je treba zmanjšati odboj na vratu in odprtini roga; odboj se bo zmanjšal z naraščajočo velikostjo odprtine. Struktura ročne antene je relativno preprosta, prav tako pa je vzorec sevanja relativno preprost in enostaven za upravljanje. Na splošno se uporablja kot srednje usmerjena antena. Parabolične reflektorske ročne antene s široko pasovno širino, nizkimi stranskimi režami in visoko učinkovitostjo se pogosto uporabljajo v mikrovalovni relejni komunikaciji.
RM-DCPHA105145-20 (10,5–14,5 GHz)
RM-BDHA1850-20 (18–50 GHz)
RM-SGHA430-10 (1,70–2,60 GHz)
2. Mikrotrakasta antena
Struktura mikrotrakaste antene je običajno sestavljena iz dielektrične podlage, sevalnika in ozemljitvene ravnine. Debelina dielektrične podlage je veliko manjša od valovne dolžine. Tanka kovinska plast na dnu podlage je povezana z ozemljitveno ravnino, tanka kovinska plast pa je na sprednji strani s postopkom fotolitografije izdelana v obliki sevalnika. Obliko sevalnika je mogoče glede na zahteve spreminjati na več načinov.
Vzpon tehnologije integracije mikrovalov in novi proizvodni procesi so spodbudili razvoj mikrotrakastih anten. V primerjavi s tradicionalnimi antenami so mikrotrakaste antene ne le majhne, lahke, nizkega profila, enostavne za prilagajanje, ampak tudi enostavne za integracijo, nizke stroške, primerne za množično proizvodnjo in imajo tudi prednosti raznolikih električnih lastnosti.
RM-MA424435-22 (4,25–4,35 GHz)
RM-MA25527-22 (25,5–27 GHz)
Režasta antena v valovodu je antena, ki za doseganje sevanja uporablja reže v strukturi valovoda. Običajno je sestavljena iz dveh vzporednih kovinskih plošč, ki tvorita valovod z ozko režo med ploščama. Ko elektromagnetni valovi prehajajo skozi režo valovoda, se pojavi resonančni pojav, ki v bližini reže ustvari močno elektromagnetno polje za doseganje sevanja. Zaradi svoje preproste strukture lahko rešetkasta antena v valovodu doseže širokopasovno in visoko učinkovito sevanje, zato se pogosto uporablja v radarjih, komunikacijah, brezžičnih senzorjih in drugih področjih v mikrovalovnih in milimetrskih valovnih pasovih. Njene prednosti vključujejo visoko učinkovitost sevanja, širokopasovne lastnosti in dobro sposobnost preprečevanja motenj, zato jo uporabljajo inženirji in raziskovalci.
RM-PA7087-43 (71–86 GHz)
RM-PA1075145-32 (10,75–14,5 GHz)
RM-SWA910-22 (9–10 GHz)
Bikonična antena je širokopasovna antena z bikonično strukturo, za katero je značilen širok frekvenčni odziv in visoka učinkovitost sevanja. Dva stožčasta dela bikonične antene sta simetrična drug drugemu. S to strukturo je mogoče doseči učinkovito sevanje v širokem frekvenčnem pasu. Običajno se uporablja na področjih, kot so spektralna analiza, merjenje sevanja in testiranje EMC (elektromagnetne združljivosti). Ima dobro impedančno usklajevanje in sevalne karakteristike ter je primerna za scenarije uporabe, ki morajo pokrivati več frekvenc.
RM-BCA2428-4 (24–28 GHz)
RM-BCA218-4 (2–18 GHz)
Spiralna antena je širokopasovna antena s spiralno strukturo, za katero je značilen širok frekvenčni odziv in visoka učinkovitost sevanja. Spiralna antena dosega polarizacijsko raznolikost in širokopasovne sevalne značilnosti s strukturo spiralnih tuljav ter je primerna za radarske, satelitske komunikacijske in brezžične komunikacijske sisteme.
RM-PSA0756-3 (0,75–6 GHz)
RM-PSA218-2R (2–18 GHz)
Če želite izvedeti več o antenah, obiščite:
Čas objave: 14. junij 2024
