Tu je rýchly spôsob, ako sa dozvedieť o rôznych typoch antén

Vyskúšajte Náš Nástroj Na Odstránenie Problémov





V tejto modernej dobe bezdrôtová komunikácia Mnoho technikov prejavuje záujem špecializovať sa na komunikačné oblasti, čo si však vyžaduje základné vedomosti o základných komunikačných konceptoch, ako sú typy antén, elektromagnetické žiarenie a rôzne javy súvisiace s šírením atď. V prípade bezdrôtových komunikačných systémov zohrávajú antény úlohu, pretože efektívne prevádzajú elektronické signály na elektromagnetické vlny.

Druhy antén

Druhy antén



Antény sú základnou súčasťou každého zariadenia elektrický obvod pretože poskytujú vzájomné prepojenia medzi vysielačom a voľným priestorom alebo medzi voľným priestorom a prijímačom. Predtým, ako diskutujeme o typoch antén, je potrebné pochopiť niekoľko vlastností. Okrem týchto vlastností podrobne popisujeme aj rôzne typy antén používaných v komunikačnom systéme.


Vlastnosti antén

  • Zisk antény
  • Clona
  • Smerovosť a šírka pásma
  • Polarizácia
  • Efektívna dĺžka
  • Polárny diagram

Zisk antény: Parameter, ktorý meria stupeň smernosti radiálneho vzoru antény, sa nazýva zisk. Anténa s vyšším ziskom je efektívnejšia vo svojom vyžarovacom obrazci. Antény sú konštruované takým spôsobom, že výkon stúpa v požadovanom smere a klesá v nežiaducich smeroch.



G = (výkon vyžarovaný anténou) / (výkon vyžarovaný referenčnou anténou)

Clona: Táto clona je tiež známa ako efektívna clona antény, ktorá sa aktívne podieľa na vysielaní a prijímaní elektromagnetických vĺn. Výkon prijatý anténou je spojený s kolektívnou oblasťou. Táto zhromaždená plocha antény je známa ako efektívna clona.

Pr = Pd * A wattov
A = pr / pd m2


Smerovosť a šírka pásma: Smernica antény je definovaná ako miera koncentrovaného vyžarovania energie v určitom smere. Môže sa to považovať za schopnosť antény smerovať vyžarovaný výkon v danom smere. Možno ho tiež poznamenať ako pomer intenzity žiarenia v danom smere k priemernej intenzite žiarenia. Šírka pásma je jedným z požadovaných parametrov pre výber antény. Môže byť definovaný ako rozsah frekvencií, nad ktorými môže anténa správne vyžarovať energiu a prijímať energiu.

Polarizácia: Elektromagnetická vlna vysielaná z antény môže byť polarizovaná vertikálne a horizontálne. Ak sa vlna polarizuje vo vertikálnom smere, potom je vektor E vertikálny a vyžaduje vertikálnu anténu. Ak je vektor E vodorovne, na jeho spustenie potrebuje vodorovnú anténu. Niekedy sa používa kruhová polarizácia, ide o kombináciu horizontálnych aj vertikálnych spôsobov.

Efektívna dĺžka: Efektívna dĺžka je parameter antén, ktorý charakterizuje účinnosť antén pri vysielaní a prijímaní elektromagnetických vĺn. Efektívna dĺžka môže byť definovaná pre vysielaciu aj prijímaciu anténu. Pomer EMF na vstupe prijímača k intenzite elektrického poľa vyskytujúceho sa na anténe je známy ako efektívna dĺžka prijímača. Efektívna dĺžka vysielača môže byť definovaná ako dĺžka voľného priestoru vo vodiči a distribúcia prúdu po jeho dĺžke generuje rovnakú intenzitu poľa v ľubovoľnom smere žiarenia.

Efektívna dĺžka = (plocha s nerovnomerným rozdelením prúdu) / (plocha s rovnomerným rozdelením prúdu)

Polárny diagram: Najvýznamnejšou vlastnosťou antény je jej vyžarovací diagram alebo polárny diagram. V prípade vysielacej antény ide o graf, ktorý pojednáva o sile silového poľa vyžarovaného anténou v rôznych uhlových smeroch, ako je znázornené na obrázku nižšie. Graf je možné získať aj pre vertikálne aj horizontálne roviny - a je tiež pomenovaný ako vertikálne a horizontálne vzory.

Doteraz sme pokryli vlastnosti antén a teraz budeme diskutovať o rôznych typoch antén, ktoré sa používajú pre rôzne aplikácie.

Druhy antén

Logujte periodické antény

  • Antény motýlikov
  • Log-periodické dipólové pole

Drôtené antény

  • Krátka dipólová anténa
  • Dipólová anténa
  • Monopólová anténa
  • Smyčková anténa

Putovné vlnové antény

  • Špirálové antény
  • Yagi-Uda antény

Mikrovlnné antény

  • Obdĺžnikové mikroprúžky
  • Planárne antény obráteného typu F.

Reflektorové antény

  • Rohový reflektor
  • Parabolický reflektor

1. Logicko-periodické antény

Logujte periodickú anténu

Logujte periodickú anténu

Logicko-periodická anténa sa nazýva aj ako logické periodické pole. Jedná sa o viacprvkovú smerovú anténu s úzkym lúčom, ktorá pracuje na širokom rozsahu frekvencií. Táto anténa je vyrobená zo série dipólov umiestnených pozdĺž osi antény v rôznych časových intervaloch, po ktorých nasleduje logaritmická funkcia frekvencie. Logicko-periodická anténa sa používa v širokej škále aplikácií, kde sa vyžaduje premenlivá šírka pásma, zisk a smerovosť antény.

Antény motýlikov

Anténa motýlika

Anténa motýlika

Motýlik s motýlikom je tiež známy ako dvojkónická anténa alebo motýliková anténa. Bikónická anténa je všesmerová širokopásmová anténa. Podľa veľkosti tejto antény má nízkofrekvenčnú odozvu a funguje ako hornopriepustný filter. Keď bude frekvencia smerovať k vyšším limitom, bude sa od projektovanej frekvencie skresľovať a rozširovať radiačný profil antény.

Väčšina motýlikových antén je derivátom dvojkónických antén. Diskotéka je ako typ polkónickej antény. Motýlik s motýlikom je rovinná, a teda smerová.

Log-periodické dipólové pole

Logujte periodickú dipólovú anténu

Logujte periodickú dipólovú anténu

Najbežnejší typ antény používaný v bezdrôtová komunikačná technológia je logicko-periodické dipólové pole, ktoré v zásade obsahuje množstvo dipólových prvkov. Tieto antény s dipólovým poľom sa zmenšujú od zadného konca k prednému koncu. Diaľkové svetlo tejto RF antény pochádza z menšieho predného konca.

Prvok na zadnom konci poľa má veľkú veľkosť a polovičná vlnová dĺžka pracuje v nízkofrekvenčnom rozsahu. Rozstup prvku sa zmenší smerom k prednému koncu poľa, kde sú umiestnené najmenšie polia. Počas tejto operácie, keď sa frekvencia mení, dochádza k plynulému prechodu pozdĺž poľa prvkov, čo vedie k vytvoreniu aktívnej oblasti.

2. Drôtené antény

Drôtová anténa

Drôtová anténa

Drôtové antény sú tiež známe ako lineárne alebo zakrivené antény. Tieto antény sú veľmi jednoduché, lacné a používajú sa v širokej škále aplikácií. Tieto antény sa ďalej delia na štyri, ako je vysvetlené nižšie.

Dipólová anténa

Dipólová anténa je jedným z najpriamejších zarovnaní antény. Táto dipólová anténa sa skladá z dvoch tenkých kovových tyčí so sínusovým rozdielom napätia medzi nimi. Dĺžka tyčí sa volí tak, aby pri operačných frekvenciách mali štvrtinu dĺžky vlnovej dĺžky. Tieto antény sa používajú pri navrhovaní vlastných antén alebo iných antén. Konštrukcia a použitie sú veľmi jednoduché.

Dipólová anténa

Dipólová anténa sa skladá z dvoch kovových tyčí, cez ktoré preteká prúd a frekvencia. Tento tok prúdu a napätia vytvára elektromagnetické vlnenie a rádiové signály sa vyžarujú. Anténa sa skladá z vyžarujúceho prvku, ktorý rozdeľuje tyčinky a zaisťuje prúdenie prúdom stredom pomocou podávača vo vysielači, ktorý vychádza z prijímača. Rôzne typy dipólových antén sa používajú ako RF antény zahŕňajú polvlnu, viacnásobnú, zloženú, nerezonančnú atď.

Anténa s krátkym dipólom:

Krátka dipólová anténa

Krátka dipólová anténa

Je to najjednoduchšia zo všetkých typov antén. Táto anténa je drôt s otvoreným obvodom, v ktorom skratka označuje „vzhľadom na vlnovú dĺžku“, takže táto anténa uprednostňuje veľkosť drôtu vzhľadom na vlnovú dĺžku prevádzkovej frekvencie. Nezohľadňuje absolútnu veľkosť dipólovej antény. Krátka dipólová anténa je zložená z dvoch kolineárnych vodičov, ktoré sú umiestnené medzi sebou, s malou medzerou medzi vodičmi pomocou napájacieho zdroja. Dipól sa považuje za krátky, ak je dĺžka vyžarujúceho prvku menšia ako desatina vlnovej dĺžky.

Ľ<λ/10

Krátka dipólová anténa je vyrobená z dvoch kolineárnych vodičov, ktoré sú umiestnené medzi sebou, s malou medzerou medzi vodičmi pomocou napájača.

Krátka dipólová anténa je z hľadiska účinnosti zriedka uspokojivá, pretože väčšina energie vstupujúcej do tejto antény sa rozptýli, pretože teplo a odporové straty sa tiež postupne zvyšujú.

Monopólová anténa

Monopolná anténa je polovica jednoduchej dipólovej antény umiestnenej nad uzemnenou rovinou, ako je to znázornené na obrázku nižšie.

Radiačný obrazec nad uzemnenou rovinou bude rovnaký ako polvlnová dipólová anténa, celkový vyžarovaný výkon je však polovičný v porovnaní s dipólom, ktorý vyžaruje pole iba v oblasti hornej pologule. Smerovosť týchto antén sa v porovnaní s dipólovými anténami zdvojnásobuje.

Monopólové antény sa tiež používajú ako antény namontované na vozidle, pretože poskytujú požadovanú zemnú rovinu pre antény namontované nad zemou.

Smyčková anténa

Smyčková anténa

Smyčková anténa

Smyčkové antény majú podobné vlastnosti ako dipólové, tak aj monopólové antény, pretože sú jednoduché a ľahko konštruovateľné. Smyčkové antény sú k dispozícii v rôznych tvaroch, ako sú kruhové, eliptické, obdĺžnikové atď. Základné vlastnosti slučkovej antény sú nezávislé od jej tvaru. Používajú sa často v komunikačných spojeniach s frekvenciou okolo 3 GHz. Tieto antény sa dajú použiť aj ako sondy elektromagnetického poľa v mikrovlnných pásmach.

Obvod slučkovej antény určuje účinnosť antény podobne ako u dipólových a monopólových antén. Tieto antény sa ďalej delia na dva typy: elektricky malé a elektricky veľké na základe obvodu slučky.

Elektricky malá slučková anténa ———> Obvod ≤λ⁄10

Elektricky veľká slučková anténa ———> Obvod λ

Elektricky malé slučky jednej zákruty majú v porovnaní so stratovou odolnosťou malý odpor voči žiareniu. Radiačnú odolnosť malých slučkových antén možno zlepšiť pridaním ďalších závitov. Viacotáčkové slučky majú lepšiu odolnosť proti žiareniu, aj keď majú menšiu účinnosť.

Malá slučková anténa

Malá slučková anténa

Z tohto dôvodu sa malá slučková anténa väčšinou používa ako prijímacie antény, kde straty nie sú povinné. Malé slučky sa nepoužívajú ako vysielacie antény kvôli ich nízkej účinnosti.

Rezonančné slučkové antény sú pomerne veľké a sú smerované pôsobením vlnovej dĺžky. Sú tiež známe ako veľké slučkové antény, pretože sa používajú pri vyšších frekvenciách, ako sú VHF a UHF, pričom ich veľkosť je pohodlná. Možno ich považovať za zloženú dipólovú anténu a deformovať ich do rôznych tvarov, ako sú sférické, štvorcové atď., A majú podobné vlastnosti, ako napríklad vysokú radiačnú účinnosť.

3. Putovné vlnové antény

Špirálové antény

Špirálové antény sú tiež známe ako špirálové antény. Majú pomerne jednoduché štruktúry s jedným, dvoma alebo viacerými drôtmi, z ktorých každý je navinutý do špirály, obvykle podložený základnou rovinou alebo tvarovaným reflektorom a poháňaný príslušným posuvom. Najbežnejším dizajnom je jeden drôt podložený zemou a napájaný koaxiálnym vedením.

Všeobecne sú vyžarovacie vlastnosti špirálovej antény spojené s touto špecifikáciou: elektrická veľkosť konštrukcie, pričom vstupná impedancia je citlivejšia na výšku a veľkosť drôtu.

Špirálová anténa

Špirálová anténa

Špirálové antény majú dva prevládajúce režimy vyžarovania: normálny režim a axiálny režim. Axiálny režim sa používa v širokej škále aplikácií. V normálnom režime sú rozmery skrutkovice malé v porovnaní s jej vlnovou dĺžkou. Táto anténa funguje ako krátka dipólová alebo monopolná anténa. V axiálnom režime sú rozmery skrutkovice rovnaké v porovnaní s jej vlnovou dĺžkou. Táto anténa funguje ako smerová anténa.

Anténa Yagi-Uda

Anténa Yagi-Uda

Anténa Yagi-Uda

Ďalšou anténou, ktorá využíva pasívne prvky, je Anténa Yagi-Uda . Tento typ antény je lacný a efektívny. Môže byť skonštruovaný z jedného alebo viacerých reflektorových prvkov a jedného alebo viacerých riadiacich prvkov. Yagiho antény je možné vyrobiť pomocou antény s jedným reflektorom, hnaným aktívnym prvkom zloženého dipólu a smerovačmi namontovanými na horizontálnu polarizáciu v smere dopredu.

4. Mikrovlnné antény

Antény pracujúce na mikrovlnných frekvenciách sú známe ako mikrovlnné antény . Tieto antény sa používajú v širokej škále aplikácií.

Obdĺžnikové mikroprúžky

Obdĺžnikové mikroprúžky

Obdĺžnikové mikroprúžky

Pre kozmické lode alebo lietadlá - na základe špecifikácií, ako sú veľkosť, hmotnosť, cena, výkon, ľahká inštalácia atď. - sa uprednostňujú nízkoprofilové antény. Tieto antény sú známe ako obdĺžnikové mikropáskové antény alebo patch antény, ktoré vyžadujú iba priestor pre napájacie vedenie, ktoré je zvyčajne umiestnené za základnou rovinou. Hlavnou nevýhodou použitia týchto antén je ich neefektívna a veľmi úzka šírka pásma, ktorá je zvyčajne zlomkom percenta alebo nanajvýš niekoľkých percent.

Planárne antény obráteného typu F.

Planárnu inverznú F anténu možno považovať za typ lineárnej inverznej F antény (IFA), v ktorej je prvok vyžarujúci drôt nahradený doskou, aby sa zvýšila šírka pásma. Výhodou týchto antén je, že je možné ich ukryť do krytu mobilu v porovnaní s rôznymi typmi antén, ako sú biče, tyče alebo špirálové antény atď. Ďalšou výhodou je, že môžu znižovať spätné žiarenie smerom k hornej časti anténu pohlcovaním energie, čo zvyšuje účinnosť. Poskytujú vysoký zisk v horizontálnom aj vertikálnom stave. Táto vlastnosť je najdôležitejšia pre akýkoľvek druh antén používaných v bezdrôtovej komunikácii.

5. Reflektorové antény

Rohová reflektorová anténa

Rohová reflektorová anténa

Rohová reflektorová anténa

Anténa, ktorá obsahuje jeden alebo viac dipólových prvkov umiestnených pred rohovým reflektorom, je známa ako rohová reflektorová anténa. Smernosť ktorejkoľvek antény je možné zvýšiť použitím reflektorov. V prípade drôtovej antény sa za anténou používa vodivá vrstva na smerovanie žiarenia v smere dopredu.

Parabolická reflektorová anténa

Vyžarovací povrch parabolickej antény má v porovnaní s vlnovou dĺžkou veľmi veľké rozmery. Geometrická optika, ktorá závisí od lúčov a vlnových čiar, sa používa na poznanie určitých vlastností týchto antén. Niektoré dôležité vlastnosti týchto antén je možné študovať pomocou lúčovej optiky a ďalších antén pomocou teórie elektromagnetického poľa.

Parabolická anténa

Parabolická anténa

Jednou z užitočných vlastností tejto antény je konverzia rozbiehajúceho sa sférického vlnového čela na paralelné vlnové čelo, ktoré vytvára úzky lúč antény. Medzi rôzne typy krmív, ktoré používajú tento parabolický reflektor, patria klaksónové, kartézske a dipólové krmivá.

V tomto článku ste sa venovali rôznym typom antén a ich aplikáciám v bezdrôtovej komunikácii a použitiu antén pri vysielaní a prijímaní dát. Ak potrebujete ďalšiu pomoc s týmto článkom, kontaktujte nás komentárom v sekcii komentárov nižšie.

foto úvery:

  • Druhy antén podľa brunel
  • Smernosť podľa anténna teória
  • Logicko-periodické antény od emchire
  • Drôtené antény od Domov
  • Malá slučková anténa od spoločnosti surrey
  • Špirálové antény od wadeantenna
  • Anténa Yagi-Uda od spoločnosti surrey
  • Obdĺžnikové mikropáskové antény od spoločnosti raymaps
  • Rohová reflektorová anténa od spoločnosti súbory
  • Parabolická reflektorová anténa od firmy komunikácia