1. Uvod u antene
Antena je prelazna struktura između slobodnog prostora i dalekovoda, kao što je prikazano na Slici 1. Daljinski vod može biti u obliku koaksijalne linije ili šuplje cijevi (talasovoda), koja se koristi za prenos elektromagnetne energije od izvora do antene ili od antene do prijemnika. Prva je predajna antena, a druga je prijemna.antena.
Slika 1 Put prijenosa elektromagnetske energije
Prijenos antenskog sistema u načinu prijenosa na Slici 1 predstavljen je Theveninovim ekvivalentom kao što je prikazano na Slici 2, gdje je izvor predstavljen idealnim generatorom signala, dalekovod je predstavljen linijom s karakterističnom impedansom Zc, a antena je predstavljena opterećenjem ZA [ZA = (RL + Rr) + jXA]. Otpor opterećenja RL predstavlja gubitke provodljivosti i dielektrične gubitke povezane sa strukturom antene, dok Rr predstavlja otpor zračenja antene, a reaktansa XA se koristi za predstavljanje imaginarnog dijela impedance povezane sa zračenjem antene. Pod idealnim uslovima, sva energija koju generiše izvor signala trebala bi se prenijeti na otpor zračenja Rr, koji se koristi za predstavljanje zračenja antene. Međutim, u praktičnim primjenama postoje gubici provodnika i dielektričnih gubitaka zbog karakteristika dalekovoda i antene, kao i gubici uzrokovani refleksijom (neusklađenošću) između dalekovoda i antene. Uzimajući u obzir unutrašnju impedansu izvora i zanemarujući gubitke u dalekovodu i refleksiji (neusklađenosti), anteni se obezbjeđuje maksimalna snaga pri konjugovanom usklađivanju.
Slika 2
Zbog neusklađenosti između dalekovoda i antene, reflektovani talas sa međupovršine se superponira sa upadnim talasom od izvora do antene i formira stojni talas, koji predstavlja koncentraciju i skladištenje energije i tipičan je rezonantni uređaj. Tipičan obrazac stojnog talasa prikazan je isprekidanom linijom na Slici 2. Ako antenski sistem nije pravilno dizajniran, dalekovod može uglavnom djelovati kao element za skladištenje energije, a ne kao talasovod i uređaj za prenos energije.
Gubici uzrokovani dalekovodom, antenom i stojnim valovima su nepoželjni. Gubici na liniji mogu se minimizirati odabirom dalekovoda s niskim gubicima, dok se gubici na anteni mogu smanjiti smanjenjem otpora gubitaka predstavljenog sa RL na Slici 2. Stojni valovi se mogu smanjiti, a skladištenje energije u liniji može se minimizirati usklađivanjem impedanse antene (opterećenja) s karakterističnom impedansom linije.
U bežičnim sistemima, pored prijema ili odašiljanja energije, antene su obično potrebne za pojačavanje izračene energije u određenim smjerovima i suzbijanje izračene energije u drugim smjerovima. Stoga se, pored uređaja za detekciju, antene moraju koristiti i kao usmjereni uređaji. Antene mogu biti u različitim oblicima kako bi zadovoljile specifične potrebe. To može biti žica, otvor blende, flaster, sklop elemenata (niz), reflektor, sočivo itd.
U bežičnim komunikacijskim sistemima, antene su jedna od najvažnijih komponenti. Dobar dizajn antene može smanjiti sistemske zahtjeve i poboljšati ukupne performanse sistema. Klasičan primjer je televizija, gdje se prijem emitovanja može poboljšati korištenjem visokoučinkovitih antena. Antene su za komunikacijske sisteme ono što su oči za ljude.
2. Klasifikacija antena
Horn antena je planarna antena, mikrovalna antena kružnog ili pravokutnog presjeka koja se postepeno otvara na kraju valovoda. To je najčešće korišteni tip mikrovalne antene. Njeno polje zračenja određeno je veličinom otvora horne i tipom propagacije. Među njima, utjecaj stijenke horne na zračenje može se izračunati korištenjem principa geometrijske difrakcije. Ako dužina horne ostane nepromijenjena, veličina otvora i kvadratna fazna razlika će se povećavati s povećanjem ugla otvaranja horne, ali pojačanje se neće mijenjati s veličinom otvora. Ako je potrebno proširiti frekvencijski opseg horne, potrebno je smanjiti refleksiju na vratu i otvoru horne; refleksija će se smanjivati s povećanjem veličine otvora. Struktura horne antene je relativno jednostavna, a dijagram zračenja je također relativno jednostavan i lako se kontrolira. Općenito se koristi kao srednje usmjerena antena. Parabolične reflektorske horne antene sa širokim propusnim opsegom, niskim bočnim režnjevima i visokom efikasnošću često se koriste u mikrovalnim relejnim komunikacijama.
RM-DCPHA105145-20 (10,5-14,5 GHz)
RM-BDHA1850-20 (18-50 GHz)
RM-SGHA430-10 (1,70-2,60 GHz)
2. Mikrostripna antena
Struktura mikrostripne antene se uglavnom sastoji od dielektrične podloge, radijatora i uzemljene ravni. Debljina dielektrične podloge je mnogo manja od talasne dužine. Tanki metalni sloj na dnu podloge je povezan sa uzemljenom ravninom, a tanki metalni sloj specifičnog oblika je napravljen na prednjoj strani procesom fotolitografije kao radijator. Oblik radijatora se može mijenjati na mnogo načina u skladu sa zahtjevima.
Uspon tehnologije integracije mikrotalasa i novi proizvodni procesi promovisali su razvoj mikrostripnih antena. U poređenju sa tradicionalnim antenama, mikrostripne antene nisu samo male veličine, lagane, niskog profila, lako se prilagođavaju, već se i lako integrišu, imaju nisku cijenu, pogodne su za masovnu proizvodnju, a imaju i prednosti raznovrsnih električnih svojstava.
RM-MA424435-22 (4,25-4,35 GHz)
RM-MA25527-22 (25,5-27 GHz)
3. Antena sa prorezom za valovod
Antena sa prorezima u obliku valovoda je antena koja koristi proreze u strukturi valovoda za postizanje zračenja. Obično se sastoji od dvije paralelne metalne ploče koje formiraju valovod s uskim razmakom između dvije ploče. Kada elektromagnetski valovi prolaze kroz razmak valovoda, dolazi do rezonancije, čime se generira jako elektromagnetsko polje u blizini razmaka kako bi se postiglo zračenje. Zbog svoje jednostavne strukture, antena sa prorezima u obliku valovoda može postići širokopojasno i visokoefikasno zračenje, pa se široko koristi u radaru, komunikacijama, bežičnim senzorima i drugim oblastima u mikrotalasnim i milimetarskim talasnim opsezima. Njene prednosti uključuju visoku efikasnost zračenja, širokopojasne karakteristike i dobru sposobnost protiv interferencije, pa je preferiraju inženjeri i istraživači.
RM-PA7087-43 (71-86 GHz)
RM-PA1075145-32 (10,75-14,5 GHz)
RM-SWA910-22 (9-10 GHz)
Bikonusna antena je širokopojasna antena sa bikonusnom strukturom, koju karakterizira širok frekventni odziv i visoka efikasnost zračenja. Dva konusna dijela bikonusne antene su simetrična jedan prema drugom. Zahvaljujući ovoj strukturi, može se postići efikasno zračenje u širokom frekventnom opsegu. Obično se koristi u oblastima kao što su analiza spektra, mjerenje zračenja i EMC (elektromagnetna kompatibilnost) ispitivanje. Ima dobro usklađivanje impedanse i karakteristike zračenja i pogodna je za scenarije primjene koji trebaju pokriti više frekvencija.
RM-BCA2428-4 (24-28 GHz)
RM-BCA218-4 (2-18 GHz)
Spiralna antena je širokopojasna antena sa spiralnom strukturom, koju karakterizira širok frekventni odziv i visoka efikasnost zračenja. Spiralna antena postiže polarizacijsku raznolikost i širokopojasne karakteristike zračenja zahvaljujući strukturi spiralnih zavojnica, te je pogodna za radarske, satelitske komunikacijske i bežične komunikacijske sisteme.
RM-PSA0756-3 (0,75-6 GHz)
RM-PSA218-2R (2-18 GHz)
Za više informacija o antenama, posjetite:
Vrijeme objave: 14. juni 2024.
