У овој модерној ери бежична комуникација , многи инжењери показују интересовање за специјализацију у комуникационим пољима, али за то је потребно основно знање о основним комуникацијским концептима као што су врсте антена, електромагнетно зрачење и различити феномени повезани са ширењем итд. улогу док ефикасно претварају електронске сигнале у електромагнетне таласе.

Врсте антена

Антене су основне компоненте било које електрични круг јер пружају међусобно повезане везе између предајника и слободног простора или између слободног простора и пријемника. Пре него што разговарамо о типовима антена, постоји неколико својстава која треба разумети. Поред ових својстава, детаљно покривамо и различите врсте антена које се користе у комуникационом систему.

Својства антена

Добијање антене
Отвор бленде
Усмереност и пропусност
Поларизација
Ефективна дужина
Поларни дијаграм

Појачање антене: Параметар који мери степен усмерености радијалног узорка антене познат је као појачање. Антена са већим појачањем је ефикаснија у свом зрачењу. Антене су дизајниране на такав начин да се снага подиже у жељеном смеру, а смањује у нежељеним правцима.

Г = (снага коју зрачи антена) / (снага коју зрачи референтна антена)

Отвор бленде: Овај отвор је познат и као ефективни отвор антене који активно учествује у преносу и пријему електромагнетних таласа. Снага коју прима антена повезује се са колективном површином. Ова сакупљена површина антене позната је као ефективни отвор бленде.

Пр = Пд * А вати
А = пр / пд м2

Усмереност и пропусност: Директива антене дефинисана је као мера концентрисаног зрачења снаге у одређеном правцу. То се може сматрати способношћу антене да усмери зрачење у датом смеру. Такође се може приметити као однос интензитета зрачења у датом смеру и просечног интензитета зрачења. Пропусност је један од жељених параметара за одабир антене. Може се дефинисати као опсег фреквенција преко којих антена може правилно зрачити и примати енергију.

Поларизација: Електромагнетни талас лансиран из антене може бити поларизован вертикално и хоризонтално. Ако се талас поларизује у вертикалном смеру, тада је Е вектор вертикалан и потребна му је вертикална антена. Ако је вектор Е на хоризонтални начин, потребна му је хоризонтална антена да би га лансирао. Понекад се користи кружна поларизација, то је комбинација хоризонталног и вертикалног начина.

Ефективна дужина: Ефективна дужина је параметар антена који карактерише ефикасност антена у преношењу и пријему електромагнетних таласа. Ефективна дужина се може дефинисати и за предајну и за пријемну антену. Однос ЕМФ на улазу пријемника и интензитет електричног поља који се јавља на антени познат је као ефективна дужина пријемника. Ефективна дужина предајника може се дефинисати као дужина слободног простора у проводнику, а расподела струје по његовој дужини генерише исти интензитет поља у било ком смеру зрачења.

Ефективна дужина = (Површина под неуједначеном дистрибуцијом струје) / (Површина под равномерном расподелом струје)

Поларни дијаграм: Најзначајније својство антене је њен дијаграм зрачења или поларни дијаграм. У случају предајне антене, ово је заплет који говори о јачини енергетског поља које зрачи антена у различитим угловним правцима, као што је приказано на доњој плочи. Графикон се такође може добити и за вертикалну и за хоризонталну раван - и такође се назива вертикалним и хоризонталним обрасцима.

До сада смо покривали својства антена, а сада ћемо разговарати о различитим врстама антена које се користе за различите примене.

Врсте антена

Пријавите периодичне антене

Лептир антене
Лог-Периодични диполни низ

Жичане антене

Кратка диполна антена
Дипол антена
Монополе Антена
Лооп антена

Путујући талас антене

Спиралне антене
Иаги-Уда антене

Микроталасне антене

Правоугаоне микро тракасте антене
Планарне обрнуто-Ф антене

Рефлекторске антене

Угаони рефлектор
Параболични рефлектор

1. Лог-Периодичне антене

Периодична антена дневника

Периодична антена дневника је такође именована као периодични низ дневника. То је вишеделна усмерена антена уског снопа која ради на широком опсегу фреквенција. Ова антена је направљена од низа дипола постављених дуж осе антене у различитим временским интервалима праћеним логаритамском функцијом фреквенције. Лог-периодична антена се користи у широком спектру апликација где је потребна променљива ширина опсега, заједно са добицима и усмереношћу антене.

Лептир-антене

Лептир антена

Лептир-антена је такође позната и као Биконична антена или Лептир антена. Биконична антена је свесмерна антена широког опсега. Према величини ове антене, она има нискофреквентни одзив и делује као високопропусни филтер. Како фреквенција прелази на веће границе, даље од пројектне фреквенције, дијаграм зрачења антене се изобличава и шири.

Већина лептир-кравата антене су деривати биконичних антена. Дисконс је врста полубиконичне антене. Антена са лептир машном је равни, а самим тим и усмерена антена.

Лог-Периодични диполни низ

Евиденција периодичне дипол антене

Најчешћи тип антене који се користи у технологија бежичне комуникације је лог-периодични диполни низ који у основи садржи бројне диполне елементе. Ове антене са диполним низом се смањују у величини од задњег до предњег краја. Предњи зрак ове РФ антене долази са мањег предњег краја.

Елемент на задњем крају низа је велике величине са пола таласне дужине која ради у опсегу ниских фреквенција. Размак елемента се смањује према предњем крају низа у који су смештени најмањи низови. Током ове операције, како фреквенција варира, одвија се глатка транзиција дуж низа елемената, што доводи до формирања активне регије.

2. Жичане антене

Жичана антена

Жичане антене су такође познате и као линеарне или закривљене антене. Ове антене су врло једноставне, јефтине и користе се у широком спектру примена. Те антене су даље подељене на четири како је објашњено у наставку.

Дипол антена

Диполна антена је једно од најједноставнијих поравнања антене. Ова диполна антена састоји се од две танке металне шипке са синусном разликом напона између њих. Дужина шипки је изабрана тако да имају четвртину таласне дужине на радним фреквенцијама. Ове антене се користе за пројектовање властитих антена или других антена. Врло су једноставни за конструкцију и употребу.

Дипол антена

Диполна антена састоји се од две металне шипке кроз које пролазе струја и фреквенција. Овај ток струје и напона ствара електромагнетни талас и радио сигнали се зраче. Антена се састоји од зрачећег елемента који раздваја шипке и ствара проток струје кроз центар користећи доводник на одашиљачу који узима из пријемника. Различите врсте диполних антена које се користе као РФ антене укључују полуталасне, вишеструке, пресавијене, нерезонантне итд.

Кратко диполна антена:

“шема двоструког пола двоструког бацања ”

Кратка диполна антена

То је најједноставнија од свих врста антена. Ова антена је жица отвореног круга у којој кратка означава „у односу на таласну дужину“, тако да ова антена даје предност величини жице у односу на таласну дужину фреквенције рада. Потребно је узети у обзир апсолутну величину дипол антене. Кратка диполна антена састоји се од два колинеарна проводника који су постављени крај до краја, са малим размаком између проводника помоћу напојника. Дипол се сматра кратким ако је дужина зрачећег елемента мања од десетине таласне дужине.

Л<λ/10

Кратка диполна антена направљена је од два колинеарна проводника који су постављени крај до краја, са малим размаком између проводника помоћу напојника.

Кратко диполна антена је ретко задовољавајућа са становишта ефикасности, јер се већина снаге која улази у ову антету расипа јер топлота и отпорни губици такође постају постепено високи.

Монополе Антена

Монополна антена је половина једноставне диполне антене која се налази преко уземљене равни, као што је приказано на доњој слици.

Узорак зрачења изнад уземљене равни биће исти као полуталасна диполна антена, међутим, укупна снага зрачења је упола мања од дипола које поље зрачи само у региону горње хемисфере. Усмереност ових антена постаје двострука у поређењу са дипол антенама.

Монополне антене се такође користе као антене на возилу, јер пружају потребну равнину уземљења за антене монтиране изнад земље.

Лооп антена

Лооп антена

Петљасте антене имају сличне карактеристике и са диполним и са монополним антенама, јер су једноставне и једноставне за конструкцију. Петљасте антене доступне су у различитим облицима попут кружних, елиптичних, правоугаоних итд. Основне карактеристике петљасте антене неовисне су о њеном облику. Они се широко користе у комуникацијским везама на фреквенцији од око 3 ГХз. Ове антене се такође могу користити као сонде за електромагнетно поље у микроталасним опсезима.

Обим антене у петљи одређује ефикасност антене сличну ефикасности диполних и монополних антена. Ове антене су даље класификоване у два типа: електрично мале и електрично велике на основу обима петље.

Електрично мала петља антена ———> Обим≤λ⁄10

Електрично велика петља антене ———> Опсег≈λ

Електрично мале петље једног окрета имају малу отпорност на зрачење у поређењу са отпорношћу на губитке. Отпор зрачења антена са малим петљама може се побољшати додавањем више завоја. Вишеокретне петље имају бољу отпорност на зрачење чак и ако имају мању ефикасност.

Антена за малу петљу

Због тога се антене са малим кругом углавном користе као пријемне антене где губици нису обавезни. Мале петље се не користе као предајне антене због њихове мале ефикасности.

Резонантне петље антене су релативно велике и усмеравају се радом таласне дужине. Познате су и као велике петље антене јер се користе на вишим фреквенцијама, као што су ВХФ и УХФ, при чему је њихова величина прикладна. Могу се посматрати као преклопљена диполна антена и деформисати у различите облике попут сферне, квадратне итд., И имају сличне карактеристике као што је ефикасност високог зрачења.

3. Путујуће таласне антене

Спиралне антене

Спиралне антене су такође познате и као хелик антене. Имају релативно једноставне структуре са једном, две или више жица, од којих свака рана формира завојницу, обично подупрту равнином подлоге или обликованим рефлектором и погоњену одговарајућим напојем. Најчешћи дизајн је једнострука жица ослоњена на земљу која се напаја коаксијалном линијом.

Генерално, својства зрачења спиралне антене повезана су са овом спецификацијом: електрична величина конструкције, при чему је улазна импеданса осетљивија на висину корака и жице.

Спирална антена

Спиралне антене имају два превладавајућа начина зрачења: нормални режим и аксијални режим. Аксијални режим се користи у широком спектру примена. У нормалном режиму димензије завојнице су мале у поређењу са таласном дужином. Ова антена делује као кратка диполна или монополна антена. У аксијалном режиму димензије завојнице су исте у поређењу са таласном дужином. Ова антена ради као усмерена антена.

Иаги-Уда антена

Иаги-Уда антена

Друга антена која користи пасивне елементе је Иаги-Уда антена . Ова врста антене је јефтина и ефикасна. Може се конструисати са једним или више рефлекторских елемената и једним или више директорских елемената. Иаги антене се могу направити коришћењем антене са једним рефлектором, активним елементом са преклопљеним диполом и директорима монтираним за хоризонталну поларизацију у правцу напред.

“шта значи сим на СИМ картици ”

4. Микроталасне антене

Антене које раде на микроталасним фреквенцијама су познате као микроталасне антене . Ове антене се користе у широком спектру примена.

Правоугаоне микро тракасте антене

Правоугаоне микро тракасте антене

За свемирске летелице или авионске апликације - на основу спецификација као што су величина, тежина, цена, перформансе, једноставност инсталације итд. - преферирају се антене ниског профила. Ове антене су познате као правоугаоне микротракасте антене или закрпне антене, којима је потребан само простор за напојни вод који је обично постављен иза равни земље. Главни недостатак употребе ових антена је њихова неефикасна и врло уска пропусна ширина, која је обично делић процента или, највише, неколико процената.

Планарне обрнуто-Ф антене

Планарна инвертована-Ф антена може се сматрати врстом линеарне инвертоване Ф антене (ИФА) у којој је елемент за зрачење жице замењен плочом да би се повећала ширина опсега. Предност ових антена је у томе што се оне могу сакрити у кућиште мобилног уређаја у поређењу са различитим врстама антена попут бича, штапа или спиралних антена, итд. Друга предност је у томе што могу да смање повратно зрачење према врху антена упијајући снагу, што повећава ефикасност. Они пружају велико појачање и у хоризонталном и у вертикалном стању. Ова карактеристика је најважнија за било коју врсту антена које се користе у бежичним комуникацијама.

5. Рефлекторске антене

Угаона рефлекторска антена

Угаона рефлекторска антена

Антена која се састоји од једног или више диполних елемената постављених испред угловног рефлектора, позната је као антена за угаони рефлектор. Усмерност било које антене може се повећати коришћењем рефлектора. У случају жичане антене, проводни лист се користи иза антене за усмеравање зрачења у правцу напред.

Параболично-рефлекторска антена

Зрачна површина параболичне антене има веома велике димензије у поређењу са њеном таласном дужином. Геометријска оптика, која зависи од зрака и таласних фронта, користи се да би се знало о одређеним карактеристикама ових антена. Одређена важна својства ових антена могу се проучити коришћењем зрачне оптике, а других антена коришћењем теорије електромагнетног поља.

Параболична антена

Једно од корисних својстава ове антене је претварање дивергентног сферног таласног фронта у паралелни таласни фронт који ствара уски сноп антене. Различите врсте хранива које користе овај параболични рефлектор укључују храну за рогове, картезијанску храну и храну за дипол.

У овом чланку сте проучавали различите типове антена и њихове примене у бежичним комуникацијама и употребу антена у преносу и пријему података. За било какву помоћ у вези са овим чланком контактирајте нас коментаром у одељку за коментаре испод.

фото Кредити: