Anténa je kovové zariadenie, ktoré sa používa na vysielanie a prijímanie rádiových elektromagnetických signálov, pričom tieto signály predstavujú určité informácie. Rádiá sú určené hlavne na bezdrôtovú komunikáciu na vysielanie mikrovlnných aj rádiových signálov. Vo všeobecnosti sú antény dostupné v rôznych veľkostiach a tvaroch. Existuje veľa dôvodov na použitie antén, ale hlavným dôvodom je poskytnúť jednoduchý spôsob prenosu signálov alebo údajov. Existujú rôzne typy antén k dispozícii ako Yagi Uda , Clona, reflektor, drôtová anténa a mnoho ďalších. Tento článok pojednáva o jednom z typov antén drôtová anténa - práca s aplikáciami.
Definícia drôtovej antény
Drôtová anténa je typ rádiovej antény, ktorá obsahuje dlhý drôt zavesený nad zemou. Drôt v anténe zachytáva signály a vyžaruje ich ďalej. V tejto anténe nemá dĺžka drôtovej antény žiadny vzťah k jej vlnovej dĺžke. Kábel je jednoducho pripojený k vysielaču alebo prijímaču cez tuner antény na vysielanie alebo prijímanie signálov. Tieto antény sú dobre známe vďaka ich ľahkej inštalácii a prenosnosti. Schéma drôtovej antény je uvedená nižšie.
Dizajn drôtovej antény
Konštrukcia antén s dlhými drôtmi je jednoduchá, pretože dĺžka tejto drôtovej antény je násobkom λ/2. Vo všeobecnosti sú antény, ktoré majú dĺžku λ/2 alebo λ/4, známe ako polvlnová dipólová anténa . Ale anténa, ktorá má dĺžku väčšiu ako λ/2, je známa ako a dlhá drôtová anténa . Takže dĺžka antény s dlhým drôtom sa považuje za násobok polovičnej vlnovej dĺžky. Dĺžka antény s dlhým drôtom je teda daná ako (L = n λ/2).
Tieto drôty sú usporiadané vertikálne alebo horizontálne, ale smer je niekedy nedbalý vo vzťahu k zemi. Vonkajšie budenie tejto antény je zabezpečené cez napájacie vedenia, kde je napájacie vedenie jednoducho poskytnuté na konci, v strede alebo kdekoľvek v strede dĺžky drôtu.
Tu je polarizácia drôtovej antény znázornená smerom antény vzhľadom na zem. Poloha podávacieho bodu predstavuje smer laloku. V tejto jednoduchej konštrukcii drôtovej antény je medzi vysielacou a prijímacou stanicou spojený jednoduchý vodivý drôt. Takže priame dlhé drôtové spojenie medzi dvoma koncami umožní signál z vysielacej stanice a vyžaruje signál tak, aby ho bolo možné získať na zostávajúcom konci.
Ako funguje drôtová anténa?
Anténa s dlhým drôtom je kombináciou niekoľkých polvlnných dipólov; takže princíp činnosti je rovnaký ako u polvlnovej dipólovej antény. Dĺžka týchto antén je teda väčšia v porovnaní s polovičnou vlnovou dĺžkou. Takže, keď je dlhý vodivý drôt jednoducho excitovaný vstupným napätím, potom sa nosiče náboja budú driftovať na základe polovice použitého signálu. Ak sa použije prvá polovica signálu, nosiče náboja zažijú príťažlivú silu, zatiaľ čo ak sa použije záporný polovičný cyklus, nosiče náboja zažijú odpudzovanie. Takže kumulatívne pôsobenie tohto nosiča náboja vo vodiči vytvára nestabilné elektrické pole. Preto je signál vyžarovaný týmto spôsobom na druhom konci cez anténu s dlhým drôtom.
Anténa s dlhým drôtom je dlhšia v porovnaní s polovičnou vlnovou dĺžkou. Keď sa zväčší dĺžka antény s dlhým drôtom, zlepší sa aj smerovosť. Je to pozoruhodné v prípade antény s dlhým drôtom, ktorý je; pre najnižšiu frekvenciu prevádzky sa vo všeobecnosti dĺžka považuje za polovičnú vlnovú dĺžku a na konci sa poskytuje vonkajšie napájanie.
Typy drôtových antén
Tieto antény sú rozdelené do rôznych typov a každý typ je popísaný nižšie.
Krátka dipólová anténa
Jednoduchá forma drôtovej antény je krátka dipólová anténa. Toto je otvorený okruh, kde sa signál alebo dáta privádzajú do centra. V tejto anténe sa pojem „krátka“ netýka veľkosti antény, ale v podstate ide o relatívnu vlnovú dĺžku. Táto anténa má dva konce, pričom jeden koniec je otvorený a zvyšný koniec je napájaný zo zdroja striedavého prúdu. Frekvenčný rozsah tejto antény sa pohybuje od 3KHz – 30MHz, preto sa používa väčšinou v nízkofrekvenčných prijímačoch.
Dipólová anténa
Dipólová anténa je jednou z najvýznamnejších foriem RF antény, ktorá obsahuje elektricky vodivý drôt, inak tyč, ktorá má polovicu dĺžky maximálnej preferovanej vlnovej dĺžky. Drôt alebo tyč je rozdelená v strede cez izolátor, kde každý koniec v strede je jednoducho pripojený k napájaciemu vedeniu cez balun normálne ku koaxiálnemu káblu.
Tieto antény sa široko používajú v rôznych rádiových komunikáciách. Táto anténa je veľmi jednoduchá na dizajn a funguje na vysokofrekvenčných, veľmi vysokofrekvenčných a ultravysokofrekvenčných úsekoch RF spektra. Viac informácií nájdete na tomto odkaze Dipólová anténa .
Slučková anténa
Slučková anténa je jeden druh drôtovej antény, ktorá prijíma rádiové signály efektívnejšie v porovnaní s inými anténami. Tieto antény sa považujú za efektívnejšie ako iné antény, pretože využívajú menej elektriny a pracujú so širokým rozsahom frekvencií (300 MHz až 3 GHz). Výkon tejto antény závisí hlavne od rôznych faktorov, ako je dizajn, umiestnenie atď.
V slučkových anténach môže ohýbanie drôtov vytvárať rôzne tvary, ako sú kruhové, trojuholníkové, obdĺžnikové a eliptické. Tieto antény sú veľmi jednoduché, všestranné a lacné, takže sa používajú v širokej škále aplikácií používaných v zariadeniach RFID na zisťovanie polohy vysielača, používané ako vysielače UHF, používané na príjem HF vĺn v rádiových prijímačoch atď.
Polvlnová dipólová anténa
Typ dipólovej antény, kde dĺžka dipólu je polovica jej vlnovej dĺžky pri pracovnej frekvencii, sa nazýva polvlnová dipólová anténa. Toto je veľmi známa dipólová anténa, ktorá je niekedy známa aj ako Hertzova anténa.
Táto anténa má jednoduchú rezonančnú štruktúru pre vysielacie a prijímacie aplikácie. Toto sú základné prvky vo všetkých tvaroch antén, pretože tieto antény pomáhajú pri navrhovaní rôznych zložitých antén. Prevádzkový frekvenčný rozsah tejto antény je medzi 3 kHz – 300 GHz.
Polvlnové dipólové antény sa používajú hlavne v rozhlasových a televíznych prijímačoch. Keď sa tieto antény používajú s iným typom antény, potom vykazuje vynikajúci výkon.
Skladaná dipólová anténa
Zložená dipólová anténa je jedným typom antény, ktorá obsahuje dva vodiče. Tieto vodiče sú jednoducho spojené na dvoch stranách a zložené do tvaru valcového uzavretého tvaru. Dĺžka dipólu je polovica vlnovej dĺžky. preto je známa ako dipólová anténa s polovičnou vlnou. Frekvenčný rozsah tejto skladanej dipólovej antény sa pohybuje od 3 kHz do 300 GHz a je najčastejšie využívaná TV prijímačmi.
Monopolná anténa
Monopolná anténa je rádiová prenosová anténa, ktorá obsahuje jeden vodič, ktorý je normálne napájaný na základni antény cez zdroj napätia. Táto anténa je veľmi jednoduchá a jednodrôtová anténa, ktorá sa bežne montuje vertikálne a používa sa normálne na vysielanie aj prijímanie signálov. Používajú sa teda na účely vysielania alebo komunikácie. Monopolné antény pracujú v nižších pásmach RFID (2,2 až 2,6 GHz), stredných pásmach RFID (5,3 až 6,8 GHz) a vyšších pásmach RFID (8,7 až 9,5 GHz).
Špirálová anténa
Skrutkovitá anténa je jeden druh drôtovej antény, ktorá je tiež známa ako špirálová anténa, pretože tvar tejto antény je špirála. Frekvenčný rozsah tejto antény je približne 30 MHz – 3 GHz. Takže táto špirálová anténa funguje v rozsahu VHF a UHF.
Skrutkovitá anténa sa používa na vysielanie a prijímanie signálov VHF, používa sa na komunikáciu satelitov a vesmírnych sond a pre rádioastronómiu nadväzuje komunikáciu medzi Mesiacom a Zemou. Viac informácií nájdete na tomto odkaze Špirálová anténa .
Širokopásmové dipóly
Širokopásmová dipólová anténa je jedným typom drôtovej antény, ktorá jednoducho poskytuje vynikajúci výkon pre obvody krátkeho až stredného dosahu. Pre obvody na báze komunikácie s krátkym dosahom pri nižších frekvenciách má vyžarovací diagram tejto antény vysoký uhol vzletu. Podobne pre obvody na báze komunikácie stredného dosahu pri vyšších frekvenciách má vyžarovací diagram tejto antény nižšie uhly vzletu.
Ďatelinová anténa
Ďatelinová anténa je jeden druh drôtovej antény, ktorá je kruhovo polarizovaná a vyžarovací diagram tejto antény je rovnaký ako u dipólovej antény. Táto anténa obsahuje hlavne minimálne 3 alebo 4 rámy, ktoré sú zapojené paralelne a tiež skrútené určitým spôsobom, aby sa dosiahla kruhová polarizácia.
Zisk drôtovej antény
The Zisk antény je schopnosť antény vyžarovať menej alebo viac v akomkoľvek smere v porovnaní s teoretickou anténou. Tento zisk jednoducho udáva, akú silu môže anténa vysielať alebo prijímať signál v určitom smere. Zisk drôtovej antény je;
Pre krátky dipól je to 1,5 (1,76 dBi) & pre
Polvlnný dipól stúpa na 1,64 (2,15 dBi). Kliknite sem a dozviete sa viac Zosilnenie antény.
Výhody a nevýhody
The výhody drôtových antén zahŕňajú nasledujúce.
- Konštrukcia tejto antény je jednoduchá
- Tieto antény poskytujú uspokojivý zisk a smerovosť.
- Tieto antény majú ostré smerové vzory.
- Tieto nie sú drahé.
- Pri nízkych vertikálnych uhloch sa jednoducho zameriava na žiarenie
- Vyžarujú na akomkoľvek frekvenčnom rozsahu, pre ktorý ich celková dĺžka nie je menšia ako λ/2.
The nevýhody drôtových antén zahŕňajú nasledujúce.
- Pri nízkych frekvenciách má dipólová anténa veľkú veľkosť.
- Slučkové antény majú slabý zisk, ťažko sa ladia a sú extrémne úzkopásmové.
- Veľkosť špirálových antén je objemná a sú veľmi ľahko rozladiteľné blízkymi objektmi.
- Drôtové antény potrebujú vhodný systém prispôsobenia, aby mali lepšie výsledky.
- Tieto antény potrebujú zodpovedajúci systém alebo jednotku tunera.
Aplikácie
The aplikácie drôtových antén zahŕňajú nasledujúce.
- Drôtové antény sa široko používajú ako prijímacie antény na krátkych, stredných a dlhých vlnách.
- Tieto antény sa vďaka svojej jednoduchej konštrukcii používajú pri komunikácii na veľké vzdialenosti z bodu do bodu.
- Tieto antény sa používajú v lodiach, vesmírnych lodiach, budovách, automobiloch, satelitoch, raketách, mikrovlnnej komunikácii a aplikáciách s veľmi vysokým ziskom.
Toto je teda prehľad drôtu antény – funkčné s aplikáciami. Príklady drôtových antén sú; dipólová anténa, špirálová anténa, monopólová anténa a slučková anténa. Tu je otázka na vás, akú funkciu má anténa?
