1. Введення в антени
Антена — це перехідна структура між вільним простором і лінією передачі, як показано на малюнку 1. Лінія передачі може мати форму коаксіальної лінії або порожнистої трубки (хвилеводу), яка використовується для передачі електромагнітної енергії від джерела до антени або від антени до приймача.Перший є передавальною антеною, а другий – приймальноюантена.
Рисунок 1 Шлях передачі електромагнітної енергії
Передача антенної системи в режимі передачі на малюнку 1 представлена еквівалентом Тевенена, як показано на малюнку 2, де джерело представлено ідеальним генератором сигналу, лінія передачі представлена лінією з характеристичним опором Zc, і антена представлена навантаженням ZA [ZA = (RL + Rr) + jXA].Опір навантаження RL представляє провідність і діелектричні втрати, пов’язані зі структурою антени, тоді як Rr представляє опір випромінювання антени, а реактивний опір XA використовується для представлення уявної частини імпедансу, пов’язаного з випромінюванням антени.За ідеальних умов уся енергія, що генерується джерелом сигналу, має бути передана радіаційному опору Rr, який використовується для представлення здатності випромінювання антени.Однак у практичних застосуваннях існують втрати в провіднику-діелектрику, зумовлені характеристиками лінії передачі та антени, а також втрати, спричинені відображенням (розбіжністю) між лінією передачі та антеною.Враховуючи внутрішній опір джерела та ігноруючи втрати на лінії передачі та відбиття (неузгодження), максимальна потужність забезпечується для антени при спряженому узгодженні.
малюнок 2
Через неузгодженість між лінією передачі та антеною хвиля, відбита від поверхні розділу, накладається на хвилю, що падає від джерела до антени, утворюючи стоячу хвилю, яка представляє концентрацію та накопичення енергії та є типовим резонансним пристроєм.Типова схема стоячої хвилі показана пунктирною лінією на малюнку 2. Якщо антенну систему спроектовано неправильно, лінія передачі може в основному діяти як елемент зберігання енергії, а не як хвилевід і пристрій передачі енергії.
Втрати, спричинені лінією передачі, антеною та стоячими хвилями, є небажаними.Втрати в лінії можна мінімізувати, вибравши лінії передачі з низькими втратами, тоді як втрати антени можна зменшити, зменшивши опір втрат, представлений RL на малюнку 2. Стоячі хвилі можна зменшити, а накопичення енергії в лінії можна мінімізувати, узгодивши імпеданс антени (навантаження) з опором лінії.
У бездротових системах, крім прийому або передачі енергії, антени зазвичай потрібні для посилення випромінюваної енергії в певних напрямках і придушення випромінюваної енергії в інших напрямках.Тому, крім пристроїв виявлення, антени необхідно використовувати також як спрямовані пристрої.Антени можуть мати різні форми для задоволення конкретних потреб.Це може бути провід, діафрагма, накладка, елементний вузол (матриця), відбивач, лінза тощо.
У системах бездротового зв'язку антени є одними з найважливіших компонентів.Гарна конструкція антени може зменшити системні вимоги та підвищити загальну продуктивність системи.Класичним прикладом є телебачення, де прийом трансляції можна покращити за допомогою високопродуктивних антен.Для систем зв’язку антени є тим же, чим очі для людини.
2. Класифікація антен
Рупорна антена — плоска антена, мікрохвильова антена з круглим або прямокутним перерізом, яка поступово відкривається на кінці хвилеводу.Це найпоширеніший тип мікрохвильової антени.Поле його випромінювання визначається розміром отвору рупора і типом поширення.Серед них вплив рогової стінки на випромінювання можна розрахувати за допомогою принципу геометричної дифракції.Якщо довжина рупора залишається незмінною, розмір апертури і квадратична різниця фаз будуть збільшуватися зі збільшенням кута розкриття рупора, але посилення не змінюватиметься разом із розміром апертури.Якщо смугу частот рупору необхідно розширити, необхідно зменшити відбиття на шийці та апертурі рупору;відбиття зменшиться зі збільшенням розміру діафрагми.Конструкція рупорної антени є відносно простою, а діаграма спрямованості також відносно проста і її легко контролювати.Зазвичай використовується як середньоспрямована антена.Параболічні рефлекторні рупорні антени з широкою смугою пропускання, низькими бічними пелюстками та високою ефективністю часто використовуються в мікрохвильовому релейному зв'язку.
RM-DCPHA105145-20 (10,5-14,5 ГГц)
RM-BDHA1850-20 (18-50 ГГц)
RM-SGHA430-10 (1,70-2,60 ГГц)
2. Мікросмугова антена
Структура мікросмужкової антени, як правило, складається з діелектричної підкладки, радіатора та заземленої поверхні.Товщина діелектричної підкладки набагато менше довжини хвилі.Тонкий металевий шар у нижній частині підкладки з’єднаний із заземленою площиною, а металевий тонкий шар певної форми створений на передній панелі за допомогою процесу фотолітографії як радіатор.Форму радіатора можна змінювати різними способами відповідно до вимог.
Розвиток технології мікрохвильової інтеграції та нові виробничі процеси сприяли розвитку мікросмужкових антен.Порівняно з традиційними антенами, мікросмугові антени мають не тільки малі розміри, легку вагу, низький профіль, прості у відповідності, але також прості в інтеграції, низьку вартість, придатні для масового виробництва, а також мають переваги різноманітних електричних властивостей .
RM-MA424435-22 (4,25-4,35 ГГц)
RM-MA25527-22 (25,5-27 ГГц)
Хвилевідна щілинова антена — це антена, яка використовує прорізи в хвилевідній структурі для отримання випромінювання.Зазвичай він складається з двох паралельних металевих пластин, які утворюють хвилевід з вузьким проміжком між двома пластинами.Коли електромагнітні хвилі проходять через зазор хвилеводу, виникає явище резонансу, що створює сильне електромагнітне поле поблизу зазору для досягнення випромінювання.Завдяки своїй простій структурі хвилевідна щілинна антена може досягати широкосмугового та високоефективного випромінювання, тому вона широко використовується в радарах, комунікаціях, бездротових датчиках та інших областях у мікрохвильовому та міліметровому діапазонах хвиль.Його переваги включають високу ефективність випромінювання, широкосмугові характеристики та хорошу здатність протидіяти перешкодам, тому його віддають перевагу інженери та дослідники.
RM-PA7087-43（71-86 ГГц）
RM-PA1075145-32（10,75-14,5 ГГц)
RM-SWA910-22 (9-10 ГГц)
Біконічна антена — широкосмугова антена біконічної структури, яка характеризується широкою частотною характеристикою та високою ефективністю випромінювання.Дві конічні частини біконічної антени симетричні одна одній.Завдяки цій структурі можна досягти ефективного випромінювання в широкому діапазоні частот.Зазвичай він використовується в таких сферах, як аналіз спектру, вимірювання випромінювання та тестування на електромагнітну сумісність (EMC).Він має гарне узгодження імпедансу та характеристики випромінювання та підходить для прикладних сценаріїв, які потребують покриття кількох частот.
RM-BCA2428-4 (24-28 ГГц)
RM-BCA218-4（2-18 ГГц)
Спіральна антена - це широкосмугова антена зі спіраллю, яка характеризується широкою частотною характеристикою і високою ефективністю випромінювання.Спіральна антена забезпечує поляризаційне рознесення та широкосмугові характеристики випромінювання завдяки структурі спіральних котушок і підходить для радіолокаційних, супутникових і бездротових систем зв’язку.
RM-PSA0756-3 (0,75-6 ГГц)
RM-PSA218-2R (2-18 ГГц)
Щоб дізнатися більше про антени, відвідайте:
Час публікації: 14 червня 2024 р
