1. Уводзіны ў антэны
Антэна — гэта пераходная структура паміж свабоднай прасторай і лініяй перадачы, як паказана на малюнку 1. Лінія перадачы можа мець выгляд кааксіяльнай лініі або полай трубкі (хвалявода), якая выкарыстоўваецца для перадачы электрамагнітнай энергіі ад крыніцы да антэны або ад антэны да прыёмніка. Першая — гэта перадаючая антэна, а другая — прыёмная.антэна.
Малюнак 1. Шлях перадачы электрамагнітнай энергіі
Перадача антэннай сістэмы ў рэжыме перадачы, паказаным на малюнку 1, прадстаўлена эквівалентам Тэвеніна, як паказана на малюнку 2, дзе крыніца прадстаўлена ідэальным генератарам сігналу, лінія перадачы прадстаўлена лініяй з характарыстычным імпедансам Zc, а антэна прадстаўлена нагрузкай ZA [ZA = (RL + Rr) + jXA]. Супраціўленне нагрузкі RL прадстаўляе страты праводнасці і дыэлектрычныя страты, звязаныя са структурай антэны, у той час як Rr прадстаўляе супраціўленне выпраменьванню антэны, а рэактыўнае супраціўленне XA выкарыстоўваецца для прадстаўлення ўяўнай часткі імпедансу, звязанага з выпраменьваннем антэны. У ідэальных умовах уся энергія, якая генеруецца крыніцай сігналу, павінна перадавацца супраціўленню выпраменьванню Rr, якое выкарыстоўваецца для прадстаўлення выпраменьвальнай здольнасці антэны. Аднак на практыцы існуюць страты праваднікоў і дыэлектрыкаў з-за характарыстык лініі перадачы і антэны, а таксама страты, выкліканыя адлюстраваннем (неадпаведнасцю) паміж лініяй перадачы і антэнай. Улічваючы ўнутраны імпеданс крыніцы і ігнаруючы страты лініі перадачы і адлюстраванне (неадпаведнасць), максімальная магутнасць забяспечваецца антэнай пры спалучаным узгадненні.
Малюнак 2
З-за неадпаведнасці паміж лініяй перадачы і антэнай адлюстраваная хваля ад мяжы падзелу накладваецца на падаючую хвалю ад крыніцы да антэны, утвараючы стаячую хвалю, якая ўяўляе сабой канцэнтрацыю і назапашванне энергіі і з'яўляецца тыповай рэзананснай прыладай. Тыповая карціна стаячай хвалі паказана пункцірнай лініяй на малюнку 2. Калі антэнавая сістэма не распрацавана належным чынам, лінія перадачы можа ў значнай ступені выступаць у якасці элемента назапашвання энергіі, а не хвалявода і прылады перадачы энергіі.
Страты, выкліканыя лініяй перадачы, антэнай і стаячымі хвалямі, непажаданыя. Страты ў лініі можна мінімізаваць, выбіраючы лініі перадачы з нізкімі стратамі, а страты ў антэне можна паменшыць, змяншаючы супраціўленне страт, прадстаўленае як RL на малюнку 2. Стаячыя хвалі можна паменшыць і назапашванне энергіі ў лініі можна мінімізаваць, супаставіўшы імпеданс антэны (нагрузкі) з характарыстычным імпедансам лініі.
У бесправадных сістэмах, акрамя прыёму або перадачы энергіі, звычайна патрабуюцца антэны для ўзмацнення выпраменьвальнай энергіі ў пэўных напрамках і падаўлення выпраменьвальнай энергіі ў іншых. Такім чынам, акрамя прылад выяўлення, антэны таксама павінны выкарыстоўвацца ў якасці накіравальных прылад. Антэны могуць быць розных формаў у залежнасці ад канкрэтных патрэб. Гэта можа быць провад, дыяфрагма, пластыр, элементная зборка (рашотка), адбівальнік, лінза і г.д.
У бесправадных сістэмах сувязі антэны з'яўляюцца адным з найважнейшых кампанентаў. Добрая канструкцыя антэны можа знізіць патрабаванні да сістэмы і палепшыць агульную прадукцыйнасць сістэмы. Класічным прыкладам з'яўляецца тэлебачанне, дзе прыём вяшчання можна палепшыць з дапамогай высокапрадукцыйных антэн. Антэны для сістэм сувязі — гэта тое ж самае, што вочы для чалавека.
2. Класіфікацыя антэн
Рупарная антэна — гэта планарная антэна, мікрахвалевая антэна з круглым або прастакутным папярочным сячэннем, якая паступова пашыраецца ў канцы хвалявода. Гэта найбольш шырока выкарыстоўваны тып мікрахвалевай антэны. Яе поле выпраменьвання вызначаецца памерам апертуры рупара і тыпам распаўсюджвання. Сярод іх уплыў сценкі рупара на выпраменьванне можна разлічыць з выкарыстаннем прынцыпу геаметрычнай дыфракцыі. Калі даўжыня рупара застаецца нязменнай, памер апертуры і квадратычная рознасць фаз будуць павялічвацца са павелічэннем вугла адкрыцця рупара, але каэфіцыент узмацнення не будзе змяняцца з памерам апертуры. Калі паласу частот рупара неабходна пашырыць, неабходна паменшыць адлюстраванне ад шыйкі і апертуры рупара; адлюстраванне будзе памяншацца са павелічэннем памеру апертуры. Структура рупарнай антэны адносна простая, а дыяграма накіраванасці таксама адносна простая і лёгкая ў кіраванні. Яна звычайна выкарыстоўваецца ў якасці сярэдненакіраванай антэны. Парабалічныя рэфлектарныя рупарныя антэны з шырокай паласой прапускання, нізкім узроўнем бакавых пялёсткаў і высокай эфектыўнасцю часта выкарыстоўваюцца ў мікрахвалевай рэлейнай сувязі.
RM-DCPHA105145-20 (10,5–14,5 ГГц)
RM-BDHA1850-20 (18-50 ГГц)
RM-SGHA430-10 (1,70–2,60 ГГц)
2. Мікраспалосная антэна
Структура мікрапалоснай антэны звычайна складаецца з дыэлектрычнай падкладкі, выпраменьвальніка і зазямляльнай плоскасці. Таўшчыня дыэлектрычнай падкладкі значна меншая за даўжыню хвалі. Тонкі металічны пласт у ніжняй частцы падкладкі злучаны з зазямляльнай плоскасцю, а спераду з дапамогай фоталітаграфіі надаецца тонкаму металічнаму пласту пэўнай формы ў выглядзе выпраменьвальніка. Форму выпраменьвальніка можна змяняць рознымі спосабамі ў залежнасці ад патрабаванняў.
Развіццё тэхналогій мікрахвалевай інтэграцыі і новых вытворчых працэсаў спрыяла развіццю мікрапалосных антэн. У параўнанні з традыцыйнымі антэнамі, мікрапалосныя антэны не толькі маюць невялікія памеры, малую вагу, нізкі профіль, лёгка мантуюцца, але і лёгка інтэгруюцца, маюць нізкі кошт, падыходзяць для масавай вытворчасці, а таксама маюць перавагі разнастайных электрычных уласцівасцей.
RM-MA424435-22 (4,25–4,35 ГГц)
RM-MA25527-22 (25,5–27 ГГц)
3. Шчылінная хваляводная антэна
Шчылінная хваляводная антэна — гэта антэна, якая выкарыстоўвае прарэзы ў хваляводнай канструкцыі для дасягнення выпраменьвання. Звычайна яна складаецца з дзвюх паралельных металічных пласцін, якія ўтвараюць хвалявод з вузкай шчылінай паміж двума пласцінамі. Калі электрамагнітныя хвалі праходзяць праз шчыліну хвалявода, узнікае рэзананс, у выніку чаго паблізу шчыліны ствараецца моцнае электрамагнітнае поле для дасягнення выпраменьвання. Дзякуючы сваёй простай канструкцыі, шчылінная хваляводная антэна можа дасягнуць шырокапалоснага і высокаэфектыўнага выпраменьвання, таму яна шырока выкарыстоўваецца ў радарнай галіне, сувязі, бесправадных датчыках і іншых галінах мікрахвалевага і міліметровага дыяпазонаў хваль. Яе перавагі ўключаюць высокую эфектыўнасць выпраменьвання, шырокапалосныя характарыстыкі і добрую здольнасць супрацьстаяць перашкодам, таму яна аддаецца перавагу інжынерам і даследчыкам.
RM-PA7087-43 (71-86 ГГц)
RM-PA1075145-32 (10,75–14,5 ГГц)
RM-SWA910-22 (9-10 ГГц)
Біканічная антэна — гэта шырокапалосная антэна з біканічнай структурай, якая характарызуецца шырокім частотным дыяпазонам і высокай эфектыўнасцю выпраменьвання. Дзве канічныя часткі біканічнай антэны размешчаны сіметрычна адна да адной. Дзякуючы гэтай структуры можна дасягнуць эфектыўнага выпраменьвання ў шырокім дыяпазоне частот. Звычайна яна выкарыстоўваецца ў такіх галінах, як спектральны аналіз, вымярэнне выпраменьвання і выпрабаванні электрамагнітнай сумяшчальнасці (ЭМС). Яна мае добрае ўзгадненне імпедансу і характарыстыкі выпраменьвання і падыходзіць для сцэнарыяў прымянення, якія патрабуюць ахопу некалькіх частот.
РМ-BCA2428-4 (24-28 ГГц)
RM-BCA218-4 (2-18 ГГц)
Спіральная антэна — гэта шырокапалосная антэна са спіральнай структурай, якая характарызуецца шырокім частотным дыяпазонам і высокай эфектыўнасцю выпраменьвання. Спіральная антэна дасягае палярызацыйнага разнясення і шырокапалосных характарыстык выпраменьвання дзякуючы структуры спіральных шпулек і падыходзіць для радараў, спадарожнікавай сувязі і бесправадных сістэм сувязі.
RM-PSA0756-3 (0,75-6 ГГц)
RM-PSA218-2R (2-18 ГГц)
Каб даведацца больш пра антэны, наведайце:
Час публікацыі: 14 чэрвеня 2024 г.
