1. Bevezetés az antennákba
Az antenna egy átmeneti szerkezet a szabad tér és egy távvezeték között, ahogy az az 1. ábrán látható. A távvezeték lehet koaxiális vezeték vagy üreges cső (hullámvezető) formájában, amelyet elektromágneses energia továbbítására használnak egy forrásból egy antennába, vagy egy antennából egy vevőbe. Az előbbi egy adóantenna, az utóbbi pedig egy vevőantenna.antenna.
1. ábra Elektromágneses energiaátviteli útvonal
Az antennarendszer átvitelét az 1. ábrán látható átviteli módban a Thevenin-ekvivalens ábrázolja, ahogyan az a 2. ábrán látható, ahol a forrást egy ideális jelgenerátor, az adóvezetéket egy Zc karakterisztikus impedanciájú vonal, az antennát pedig egy ZA terhelés [ZA = (RL + Rr) + jXA] képviseli. Az RL terhelési ellenállás az antenna szerkezetéhez kapcsolódó vezetési és dielektromos veszteségeket, míg az Rr az antenna sugárzási ellenállását, az XA reaktancia pedig az antenna sugárzásához kapcsolódó impedancia képzetes részét képviseli. Ideális körülmények között a jelforrás által generált összes energiának át kell kerülnie az Rr sugárzási ellenállásra, amelyet az antenna sugárzási képességének reprezentálására használnak. A gyakorlati alkalmazásokban azonban vezető-dielektromos veszteségek keletkeznek az adóvezeték és az antenna jellemzői miatt, valamint az adóvezeték és az antenna közötti visszaverődés (illesztési eltérés) okozta veszteségek is fellépnek. Figyelembe véve a forrás belső impedanciáját és figyelmen kívül hagyva az adóvezeték és a visszaverődés (illesztési eltérés) veszteségeit, a konjugált illesztés során az antenna maximális teljesítményt kap.
2. ábra
A távvezeték és az antenna közötti eltérés miatt a határfelületről visszavert hullám szuperponálódik a forrásból az antennára beeső hullámmal, így állóhullámot képezve, amely energiakoncentrációt és -tárolást jelent, és egy tipikus rezonáns eszköz. Egy tipikus állóhullám-mintázatot mutat a 2. ábrán a szaggatott vonal. Ha az antennarendszer nincs megfelelően megtervezve, a távvezeték nagyrészt energiatároló elemként működhet, nem pedig hullámvezetőként és energiatovábbító eszközként.
Az átviteli vonal, az antenna és az állóhullámok okozta veszteségek nemkívánatosak. A vonali veszteségek minimalizálhatók alacsony veszteségű távvezetékek kiválasztásával, míg az antenna veszteségei a 2. ábrán látható RL veszteségi ellenállás csökkentésével csökkenthetők. Az állóhullámok csökkenthetők, és a vonalban tárolt energia minimalizálható az antenna (terhelés) impedanciájának a vonal karakterisztikus impedanciájához való illesztésével.
A vezeték nélküli rendszerekben az energia vétele vagy továbbítása mellett az antennáknak általában bizonyos irányokban fel kell erősíteniük a kisugárzott energiát, más irányokban pedig el kell nyomniuk. Ezért az érzékelő eszközök mellett az antennákat irányító eszközként is használni kell. Az antennák különféle formájúak lehetnek, hogy megfeleljenek az igényeknek. Lehet vezeték, nyílás, folt, elemcsoport (tömb), reflektor, lencse stb.
A vezeték nélküli kommunikációs rendszerekben az antennák az egyik legfontosabb alkotóelemek. A jó antennatervezés csökkentheti a rendszerkövetelményeket és javíthatja a rendszer teljesítményét. Klasszikus példa erre a televízió, ahol a vételi minőség javítható nagy teljesítményű antennák használatával. Az antennák a kommunikációs rendszerek számára azt jelentik, ami a szem az emberek számára.
2. Antenna osztályozás
A kürtantenna egy síkantenna, egy kör vagy téglalap keresztmetszetű mikrohullámú antenna, amely fokozatosan nyílik a hullámvezető végén. Ez a legelterjedtebb mikrohullámú antenna típus. Sugárterét a kürt nyílásának mérete és a terjedési típus határozza meg. Ezek közül a kürtfal sugárzásra gyakorolt hatása a geometriai diffrakció elvével számítható ki. Ha a kürt hossza változatlan marad, a nyílás mérete és a kvadratikus fáziskülönbség a kürt nyitási szögének növekedésével növekszik, de az erősítés nem változik a nyílás méretével. Ha a kürt frekvenciasávját bővíteni kell, csökkenteni kell a visszaverődést a kürt nyakánál és nyílásánál; a visszaverődés a nyílás méretének növekedésével csökken. A kürtantenna szerkezete viszonylag egyszerű, a sugárzási minta is viszonylag egyszerű és könnyen kezelhető. Általában közepes irányított antennaként használják. A mikrohullámú relé kommunikációban gyakran használnak széles sávszélességű, alacsony oldallebenyű és nagy hatásfokú parabolareflektor kürtantennákat.
RM-DCPHA105145-20 (10,5-14,5 GHz)
RM-BDHA1850-20 (18-50 GHz)
RM-SGHA430-10 (1,70–2,60 GHz)
2. Mikrocsíkos antenna
A mikrocsíkos antenna szerkezete általában dielektromos szubsztrátból, sugárzóból és alaplapból áll. A dielektromos szubsztrát vastagsága jóval kisebb, mint a hullámhossz. A szubsztrát alján lévő vékony fémréteg az alaplaphoz van csatlakoztatva, és a fémréteget egy meghatározott alakúra alakítják ki az elülső oldalon fotolitográfiai eljárással, mint sugárzót. A sugárzó alakja az igényeknek megfelelően sokféleképpen módosítható.
A mikrohullámú integrációs technológia és az új gyártási eljárások térnyerése elősegítette a mikrocsíkos antennák fejlesztését. A hagyományos antennákkal összehasonlítva a mikrocsíkos antennák nemcsak kis méretűek, könnyűek, alacsony profilúak és könnyen illeszthetők, hanem könnyen integrálhatók, alacsony költségűek, alkalmasak tömeggyártásra, és a változatos elektromos tulajdonságok előnyeivel is rendelkeznek.
RM-MA424435-22 (4,25–4,35 GHz)
RM-MA25527-22 (25,5-27 GHz)
A hullámvezető résantenna egy olyan antenna, amely a hullámvezető szerkezet réseit használja ki a sugárzás eléréséhez. Általában két párhuzamos fémlemezből áll, amelyek egy hullámvezetőt alkotnak, a két lemez között egy keskeny rés van. Amikor az elektromágneses hullámok áthaladnak a hullámvezető résen, rezonanciajelenség lép fel, ezáltal erős elektromágneses mező keletkezik a rés közelében, és így sugárzást ér el. Egyszerű szerkezetének köszönhetően a hullámvezető résantenna szélessávú és nagy hatásfokú sugárzást képes elérni, ezért széles körben használják radarokban, kommunikációban, vezeték nélküli érzékelőkben és más területeken mikrohullámú és milliméteres hullámsávokban. Előnyei közé tartozik a magas sugárzási hatásfok, a szélessávú jellemzők és a jó interferencia-elnyelő képesség, így a mérnökök és kutatók kedvelik.
RM-PA7087-43 (71-86 GHz)
RM-PA1075145-32 (10,75-14,5 GHz)
RM-SWA910-22 (9-10 GHz)
A bikónikus antenna egy szélessávú, bikónikus szerkezetű antenna, amelyet széles frekvenciaválasz és magas sugárzási hatásfok jellemez. A bikónikus antenna két kúpos része szimmetrikus egymásra. Ennek a szerkezetnek köszönhetően széles frekvenciasávban érhető el hatékony sugárzás. Általában olyan területeken használják, mint a spektrumanalízis, a sugárzásmérés és az EMC (elektromágneses kompatibilitás) tesztelése. Jó impedancia-illesztési és sugárzási jellemzőkkel rendelkezik, és alkalmas olyan alkalmazási forgatókönyvekhez, ahol több frekvenciát kell lefedni.
RM-BCA2428-4 (24-28 GHz)
RM-BCA218-4 (2-18 GHz)
A spirálantenna egy spirális szerkezetű szélessávú antenna, amelyet széles frekvenciaválasz és magas sugárzási hatásfok jellemez. A spirálantenna a spiráltekercsek szerkezetének köszönhetően polarizációs diverzitást és szélessávú sugárzási jellemzőket ér el, és alkalmas radar-, műholdas kommunikációs és vezeték nélküli kommunikációs rendszerekhez.
RM-PSA0756-3 (0,75-6 GHz)
RM-PSA218-2R (2-18 GHz)
Az antennákról bővebben itt olvashat:
Közzététel ideje: 2024. június 14.
