Yangiliklar - Ba'zi keng tarqalgan antennalarning kiritilishi va tasnifi

1. Antennalarga kirish
Antenna 1-rasmda ko'rsatilganidek, bo'sh joy va uzatish liniyasi o'rtasidagi o'tish strukturasidir. Elektr uzatish liniyasi koaksiyal chiziq yoki ichi bo'sh trubka (to'lqin o'tkazgich) shaklida bo'lishi mumkin, bu manbadan elektromagnit energiyani uzatish uchun ishlatiladi. antennaga yoki antennadan qabul qiluvchiga. Birinchisi uzatuvchi antenna, ikkinchisi esa qabul qiluvchi antennadir.

1-rasm Elektromagnit energiyani uzatish yo'li (manba-uzatish liniyasi-antennadan bo'sh joy)

1-rasmdagi uzatish rejimida antenna tizimining uzatilishi 2-rasmda ko'rsatilganidek, Thevenin ekvivalenti bilan ifodalanadi, bu erda manba ideal signal generatori bilan ifodalanadi, uzatish liniyasi xarakterli impedans Zc bo'lgan chiziq bilan ifodalanadi va antenna yuk ZA [ZA = (RL + Rr) + jXA] bilan ifodalanadi. RL yuk qarshiligi antenna tuzilishi bilan bog'liq o'tkazuvchanlik va dielektrik yo'qotishlarni ifodalaydi, Rr esa antennaning radiatsiya qarshiligini ifodalaydi va reaktiv XA antenna nurlanishi bilan bog'liq bo'lgan impedansning xayoliy qismini ifodalash uchun ishlatiladi. Ideal sharoitda signal manbai tomonidan ishlab chiqarilgan barcha energiya antennaning radiatsiya qobiliyatini ifodalash uchun ishlatiladigan radiatsiya qarshiligi Rr ga o'tkazilishi kerak. Shu bilan birga, amaliy qo'llanmalarda uzatish liniyasi va antennaning xususiyatlariga bog'liq bo'lgan o'tkazgich-dielektrik yo'qotishlar, shuningdek, uzatish liniyasi va antenna o'rtasidagi aks ettirish (mos kelmaslik) natijasida yuzaga keladigan yo'qotishlar mavjud. Manbaning ichki empedansini hisobga olgan holda va uzatish liniyasi va aks ettirish (mos kelmaslik) yo'qotishlarini e'tiborsiz qoldirib, konjugat moslashuvi ostida antennaga maksimal quvvat beriladi.

2-rasm

Elektr uzatish liniyasi va antenna o'rtasidagi nomuvofiqlik tufayli interfeysdan aks ettirilgan to'lqin manbadan antennaga tushadigan to'lqin bilan birlashtirilib, energiya kontsentratsiyasi va saqlashni ifodalovchi va odatiy rezonans qurilmasi bo'lgan doimiy to'lqinni hosil qiladi. Oddiy tik turgan to'lqin namunasi 2-rasmdagi nuqta chiziq bilan ko'rsatilgan. Agar antenna tizimi to'g'ri ishlab chiqilmagan bo'lsa, uzatish liniyasi to'lqin uzatuvchi va energiya uzatish moslamasi sifatida emas, balki katta darajada energiya saqlash elementi sifatida harakat qilishi mumkin.
Elektr uzatish liniyasi, antenna va doimiy to'lqinlardan kelib chiqadigan yo'qotishlar istalmagan. Chiziqdagi yo'qotishlarni kam yo'qotishli uzatish liniyalarini tanlash orqali kamaytirish mumkin, antenna yo'qotishlarini esa 2-rasmda RL bilan ifodalangan yo'qotish qarshiligini kamaytirish orqali kamaytirish mumkin. Turuvchi to'lqinlarni kamaytirish va chiziqdagi energiyani saqlashni kamaytirish mumkin. chiziqning xarakterli empedansi bilan antenna (yuk).
Simsiz tizimlarda, energiyani qabul qilish yoki uzatishdan tashqari, antennalar odatda ma'lum yo'nalishlarda radiatsiyaviy energiyani kuchaytirish va boshqa yo'nalishlarda radiatsiyaviy energiyani bostirish uchun talab qilinadi. Shuning uchun, aniqlash qurilmalariga qo'shimcha ravishda, antennalar ham yo'naltiruvchi qurilmalar sifatida ishlatilishi kerak. Antennalar muayyan ehtiyojlarni qondirish uchun turli shakllarda bo'lishi mumkin. Bu sim, diafragma, yamoq, elementlar to'plami (massiv), reflektor, linza va boshqalar bo'lishi mumkin.

Simsiz aloqa tizimlarida antennalar eng muhim komponentlardan biridir. Yaxshi antenna dizayni tizim talablarini kamaytirishi va umumiy tizim ish faoliyatini yaxshilashi mumkin. Klassik misol televidenie bo'lib, bu yerda eshittirishni qabul qilishni yuqori samarali antennalar yordamida yaxshilash mumkin. Antennalar odamlarning ko'zlari qanday bo'lsa, aloqa tizimlari uchun ham shundaydir.

2. Antennaning tasnifi
1. Simli antenna
Simli antennalar antennalarning eng keng tarqalgan turlaridan biri hisoblanadi, chunki ular deyarli hamma joyda - avtomobillarda, binolarda, kemalarda, samolyotlarda, kosmik kemalarda va hokazolarda uchraydi. shaklda ko'rsatilgandek 3. Loop antennalar faqat aylana bo'lishi kerak emas. Ular to'rtburchaklar, kvadrat, tasvirlar yoki boshqa har qanday shaklda bo'lishi mumkin. Dumaloq antenna oddiy tuzilishi tufayli eng keng tarqalgan.

3-rasm

2. Diafragma antennalari
Diafragma antennalari antennalarning yanada murakkab shakllariga talab ortib borishi va yuqori chastotalardan foydalanish tufayli katta rol o'ynaydi. Diafragma antennalarining ba'zi shakllari (piramidal, konus va to'rtburchak shoxli antennalar) 4-rasmda ko'rsatilgan. Ushbu turdagi antennalar samolyotlar va kosmik qurilmalar uchun juda foydali, chunki ular samolyot yoki kosmik kemaning tashqi qobig'iga juda qulay tarzda o'rnatilishi mumkin. Bundan tashqari, ular qattiq muhitdan himoya qilish uchun dielektrik material qatlami bilan qoplanishi mumkin.

4-rasm

3. Mikrotasmali antenna
Mikrostripli antennalar 1970-yillarda, asosan, sun'iy yo'ldosh ilovalari uchun juda mashhur bo'ldi. Antenna dielektrik substrat va metall yamoqdan iborat. Metall patch juda ko'p turli shakllarga ega bo'lishi mumkin va 5-rasmda ko'rsatilgan to'rtburchaklar yamoq antennasi eng keng tarqalgan. Mikrotarmoqli antennalar past profilga ega, tekis va tekis bo'lmagan sirtlarga mos keladi, ishlab chiqarishda oddiy va arzon, qattiq sirtlarga o'rnatilganda yuqori mustahkamlikka ega va MMIC dizaynlari bilan mos keladi. Ular samolyotlar, kosmik kemalar, sun'iy yo'ldoshlar, raketalar, avtomobillar va hatto mobil qurilmalar yuzasiga o'rnatilishi va mos ravishda ishlab chiqilishi mumkin.

5-rasm

4. Massivli antenna
Ko'pgina ilovalar tomonidan talab qilinadigan radiatsiya xususiyatlariga bitta antenna elementi tomonidan erishilmasligi mumkin. Antenna massivlari sintezlangan elementlardan nurlanishni bir yoki bir nechta aniq yo'nalishlarda maksimal nurlanish hosil qilishi mumkin, odatiy misol 6-rasmda ko'rsatilgan.

6-rasm

5. Reflektorli antenna
Kosmik tadqiqotlar muvaffaqiyati antenna nazariyasining tez rivojlanishiga ham olib keldi. Juda uzoq masofali aloqa zarurligi sababli, signallarni millionlab mil uzoqlikda uzatish va qabul qilish uchun juda yuqori daromadli antennalardan foydalanish kerak. Ushbu ilovada keng tarqalgan antenna shakli 7-rasmda ko'rsatilgan parabolik antennadir. Ushbu turdagi antennaning diametri 305 metr yoki undan ko'p bo'lib, bunday katta o'lcham millionlab signallarni uzatish yoki qabul qilish uchun zarur bo'lgan yuqori daromadga erishish uchun zarurdir. kilometr uzoqlikda. Reflektorning yana bir shakli burchak reflektori bo'lib, 7-rasmda ko'rsatilgan (c).

7-rasm

6. Ob'ektiv antennalar
Linzalar, birinchi navbatda, nurlanishning istalmagan yo'nalishlarida tarqalishining oldini olish uchun tarqalgan energiyani to'plash uchun ishlatiladi. Ob'ektivning geometriyasini mos ravishda o'zgartirib, to'g'ri materialni tanlab, ular turli xil energiya shakllarini tekis to'lqinlarga aylantirishi mumkin. Ular parabolik reflektor antennalari kabi ko'pgina ilovalarda, ayniqsa yuqori chastotalarda ishlatilishi mumkin va past chastotalarda ularning hajmi va og'irligi juda katta bo'ladi. Ob'ektiv antennalari qurilish materiallari yoki geometrik shakllariga ko'ra tasniflanadi, ularning ba'zilari 8-rasmda ko'rsatilgan.