1. Uvod u antene
Antena je prijelazna struktura između slobodnog prostora i dalekovoda, kao što je prikazano na slici 1. Dalekovod može biti u obliku koaksijalnog voda ili šuplje cijevi (valovoda), koja se koristi za prijenos elektromagnetske energije od izvora do antene ili od antene do prijemnika. Prva je odašiljačka antena, a druga je prijemna.antena.
Slika 1 Put prijenosa elektromagnetske energije
Prijenos antenskog sustava 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 vodom s karakterističnom impedancijom Zc, a antena je predstavljena opterećenjem ZA [ZA = (RL + Rr) + jXA]. Otpor opterećenja RL predstavlja gubitke vodljivosti i dielektrične gubitke povezane sa strukturom antene, dok Rr predstavlja otpor zračenja antene, a reaktancija XA koristi se za predstavljanje imaginarnog dijela impedancije povezane sa zračenjem antene. U idealnim uvjetima, sva energija koju generira izvor signala trebala bi se prenijeti na otpor zračenja Rr, koji se koristi za predstavljanje zračenja antene. Međutim, u praktičnim primjenama postoje gubici vodič-dielektrični gubici zbog karakteristika dalekovoda i antene, kao i gubici uzrokovani refleksijom (neusklađenošću) između dalekovoda i antene. Uzimajući u obzir unutarnju impedanciju izvora i zanemarujući gubitke u dalekovodu i refleksiji (neusklađenosti), anteni se osigurava maksimalna snaga pri konjugiranom usklađivanju.
Slika 2
Zbog neusklađenosti između dalekovoda i antene, reflektirani val s međupovršine superponira se s upadnim valom od izvora do antene kako bi se formirao stojni val, koji predstavlja koncentraciju i pohranu energije te je tipičan rezonantni uređaj. Tipičan uzorak stojnog vala prikazan je isprekidanom linijom na slici 2. Ako antenski sustav nije pravilno projektiran, dalekovod može uglavnom djelovati kao element za pohranu energije, a ne kao valovod i uređaj za prijenos energije.
Gubici uzrokovani dalekovodom, antenom i stojnim valovima su nepoželjni. Gubici na vodu mogu se smanjiti odabirom dalekovoda s niskim gubicima, dok se gubici na anteni mogu smanjiti smanjenjem otpora gubitaka predstavljenog s RL na slici 2. Stojni valovi mogu se smanjiti, a pohrana energije u vodu može se smanjiti usklađivanjem impedancije antene (opterećenja) s karakterističnom impedancijom voda.
U bežičnim sustavima, osim primanja ili odašiljanja energije, antene su obično potrebne za pojačavanje zračene energije u određenim smjerovima i suzbijanje zračene energije u drugim smjerovima. Stoga se, osim 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, leća itd.
U bežičnim komunikacijskim sustavima, antene su jedna od najvažnijih komponenti. Dobar dizajn antene može smanjiti zahtjeve sustava i poboljšati ukupne performanse sustava. Klasičan primjer je televizija, gdje se prijem emitiranja može poboljšati korištenjem visokoučinkovitih antena. Antene su za komunikacijske sustave ono što su oči za ljude.
2. Klasifikacija antena
Horn antena je planarna antena, mikrovalna antena s kružnim ili pravokutnim presjekom koja se postupno otvara na kraju valovoda. To je najčešće korištena vrsta mikrovalne antene. Njeno polje zračenja određeno je veličinom otvora horne i vrstom širenja. Među njima, utjecaj stijenke horne na zračenje može se izračunati korištenjem principa geometrijske difrakcije. Ako duljina horne ostane nepromijenjena, veličina otvora i kvadratna fazna razlika će se povećavati s povećanjem kuta otvaranja horne, ali pojačanje se neće mijenjati s veličinom otvora. Ako je potrebno proširiti frekvencijski pojas 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 širokom propusnošću, niskim bočnim režnjevima i visokom učinkovitošću 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 općenito se sastoji od dielektrične podloge, radijatora i uzemljene ravnine. Debljina dielektrične podloge je mnogo manja od valne duljine. Tanki metalni sloj na dnu podloge spojen je na uzemljenu ravninu, a tanki metalni sloj specifičnog oblika izrađen je na prednjoj strani postupkom fotolitografije kao radijator. Oblik radijatora može se mijenjati na mnogo načina prema zahtjevima.
Uspon tehnologije mikrovalne integracije i novi proizvodni procesi potaknuli su razvoj mikrostripnih antena. U usporedbi s tradicionalnim antenama, mikrostripne antene nisu samo male veličine, lagane, niskog profila, jednostavne za prilagođavanje, već se i lako integriraju, imaju nisku cijenu, pogodne su za masovnu proizvodnju, a imaju i prednosti raznolikih električnih svojstava.
RM-MA424435-22 (4,25-4,35 GHz)
RM-MA25527-22 (25,5-27 GHz)
Valovodna prorezna antena je antena koja koristi proreze u strukturi valovoda za postizanje zračenja. Obično se sastoji od dvije paralelne metalne ploče koje tvore valovod s uskim razmakom između dvije ploče. Kada elektromagnetski valovi prolaze kroz razmak valovoda, dolazi do rezonancije, čime se stvara jako elektromagnetsko polje u blizini razmaka kako bi se postiglo zračenje. Zbog svoje jednostavne strukture, valovodna prorezna antena može postići širokopojasno i visokoučinkovito zračenje, pa se široko koristi u radaru, komunikacijama, bežičnim senzorima i drugim područjima u mikrovalnim i milimetarskim valnim pojasevima. Njene prednosti uključuju visoku učinkovitost zračenja, širokopojasne karakteristike i dobru sposobnost sprječavanja smetnji, 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)
Bikonična antena je širokopojasna antena s bikoničnom strukturom, koju karakterizira širok frekvencijski odziv i visoka učinkovitost zračenja. Dva konična dijela bikonične antene su simetrična jedan prema drugome. Zahvaljujući ovoj strukturi može se postići učinkovito zračenje u širokom frekvencijskom pojasu. Obično se koristi u područjima kao što su analiza spektra, mjerenje zračenja i EMC (elektromagnetske kompatibilnosti) ispitivanje. Ima dobro usklađivanje impedancije i karakteristike zračenja te je prikladna 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 frekvencijski odziv i visoka učinkovitost zračenja. Spiralna antena postiže polarizacijsku raznolikost i širokopojasne karakteristike zračenja zahvaljujući strukturi spiralnih zavojnica, te je prikladna za radarske, satelitske komunikacijske i bežične komunikacijske sustave.
RM-PSA0756-3 (0,75-6 GHz)
RM-PSA218-2R (2-18 GHz)
Za više informacija o antenama posjetite:
Vrijeme objave: 14. lipnja 2024.
