Her er en rask måte å vite om forskjellige typer antenner

Prøv Instrumentet Vårt For Å Eliminere Problemer





I denne moderne tid av trådløs kommunikasjon , mange ingeniører viser interesse for å gjøre spesialisering innen kommunikasjonsfelt, men dette krever grunnleggende kunnskap om grunnleggende kommunikasjonskonsepter som typer antenner, elektromagnetisk stråling og forskjellige fenomener knyttet til forplantning, etc. I tilfelle av trådløse kommunikasjonssystemer, spiller antenner en fremtredende rolle når de konverterer de elektroniske signalene til elektromagnetiske bølger effektivt.

Typer antenner

Typer antenner



Antenner er grunnleggende komponenter i alle elektrisk krets da de gir sammenkoblede koblinger mellom sender og ledig plass eller mellom ledig plass og mottaker. Før vi diskuterer om antennetyper, er det noen få egenskaper som må forstås. Bortsett fra disse egenskapene, dekker vi også om forskjellige typer antenner som brukes i kommunikasjonssystemer i detalj.


Egenskaper til antenner

  • Antenne gevinst
  • Blenderåpning
  • Direktivitet og båndbredde
  • Polarisering
  • Effektiv lengde
  • Polardiagram

Antenne gevinst: Parameteren som måler graden av retningsgrad for antennens radiale mønster er kjent som forsterkning. En antenne med høyere forsterkning er mer effektiv i strålingsmønsteret. Antenner er utformet på en slik måte at kraften hever i ønsket retning og avtar i uønskede retninger.



G = (kraft utstrålt av en antenne) / (strøm utstrålt av referanseantenne)

Blenderåpning: Denne blenderåpningen er også kjent som den effektive blenderåpningen til antennen som aktivt deltar i overføring og mottak av elektromagnetiske bølger. Kraften mottatt av antennen blir assosiert med kollektivt område. Dette samleområdet på en antenne er kjent som effektiv blenderåpning.

Pr = Pd * A watt
A = pr / pd m2


Direktivitet og båndbredde: Direktivet til en antenne er definert som mål for konsentrert kraftstråling i en bestemt retning. Det kan betraktes som en antennes evne til å lede utstrålt kraft i en gitt retning. Det kan også bemerkes som forholdet mellom strålingsintensiteten i en gitt retning og den gjennomsnittlige strålingsintensiteten. Båndbredde er en av de ønskede parameterne for å velge en antenne. Det kan defineres som frekvensområdet som en antenne kan utstråle energi riktig og motta energi over.

Polarisering: En elektromagnetisk bølge lansert fra en antenne kan polariseres vertikalt og horisontalt. Hvis bølgen blir polarisert i vertikal retning, er E-vektoren vertikal og den krever en vertikal antenne. Hvis vektor E er på horisontal måte, trenger den en horisontal antenne for å starte den. Noen ganger brukes sirkulær polarisering, det er en kombinasjon av både horisontale og vertikale måter.

Effektiv lengde: Den effektive lengden er parameteren til antenner som karakteriserer antennenes effektivitet i overføring og mottak av elektromagnetiske bølger. Effektiv lengde kan defineres for både sender og mottak av antenner. Forholdet mellom EMF ved mottakerinngangen og intensiteten til det elektriske feltet som skjedde på antennen er kjent som mottakeres effektive lengde. Senderens effektive lengde kan defineres som lengden på ledig plass, og strømfordeling over lengden genererer samme feltintensitet i hvilken som helst strålingsretning.

Effektiv lengde = (Areal under ujevn strømforstyrrelse) / (Areal under jevn strømfordeling)

Polardiagram: Den viktigste egenskapen til en antenne er dens strålingsmønster eller polar diagram. I tilfelle en sendeantenne er dette et plott som diskuterer styrken til kraftfeltet som antennen utstråler i forskjellige vinkelretninger som vist i plottet nedenfor. Et plot kan også fås for både vertikale og horisontale plan - og det blir også kalt henholdsvis vertikale og horisontale mønstre.

Inntil nå har vi dekket egenskapene til antenner, og nå vil vi diskutere forskjellige typer antenner som brukes til forskjellige applikasjoner.

Typer antenner

Logg periodiske antenner

  • Bow Tie Antenner
  • Log-Periodic Dipole Array

Ledningsantenner

  • Kort Dipole-antenne
  • Dipole antenne
  • Monopole antenne
  • Sløyfeantenne

Travelling Wave Antenner

  • Helical Antenner
  • Yagi-Uda Antenner

Mikrobølgeovn antenner

  • Rektangulære mikrostrippeantenner
  • Planar Invertert-F-antenner

Refleksantenner

  • Hjørnereflektor
  • Parabol reflektor

1. Log-periodiske antenner

Logg periodisk antenne

Logg periodisk antenne

En logg-periodisk antenne blir også kalt et periodisk logg-array. Det er en flerelement, retningsbestemt smalstråleantenne som fungerer på et bredt spekter av frekvenser. Denne antennen er laget av en serie dipoler plassert langs antenneaksen med forskjellige tidsintervaller etterfulgt av en logaritmisk funksjon av frekvens. Logg-periodisk antenne brukes i et bredt spekter av applikasjoner der variabel båndbredde er nødvendig sammen med antenneforsterkning og direktivitet.

Bow-Tie Antenner

Bow Tie Antenne

Bow Tie Antenne

En bow-tie antenne er også kjent som Biconical antenne eller Butterfly antenne. Bikonisk antenne er en rundstrålende bredbåndsantenne. I henhold til størrelsen på denne antennen har den lavfrekvensrespons, og fungerer som et høypassfilter. Når frekvensen går til høyere grenser, bort fra designfrekvensen, blir antennens strålingsmønster forvrengt og sprer seg.

De fleste av bow-tie antenner er derivater av bikoniske antenner. Discone er som en type halvbikonisk antenne. Sløyfeantennen er plan, og derfor retningsbestemt antenne.

Log-Periodic Dipole Array

Logg periodisk dipolantenne

Logg periodisk dipolantenne

Den vanligste typen antenner som brukes i trådløs kommunikasjonsteknologi er en log-periodisk dipoloppstilling som i utgangspunktet omfatter et antall dipolelementer. Disse dipol-array-antennene reduseres i størrelse fra bakenden til frontenden. Den ledende strålen til denne RF-antennen kommer fra den mindre frontenden.

Elementet på bakenden av matrisen er stort i størrelse med halv bølgelengde som opererer i et lavfrekvensområde. Avstanden til elementet blir redusert mot frontenden av matrisen der de minste matriser er plassert. I løpet av denne operasjonen, da frekvensen varierer, finner en jevn overgang sted langs rekkefølgen av elementene, noe som fører til å danne et aktivt område.

2. Ledningsantenner

Wire Antenne

Wire Antenne

Ledningsantenner er også kjent som lineære eller buede antenner. Disse antennene er veldig enkle, billige og brukes i et bredt spekter av applikasjoner. Disse antennene er videre delt inn i fire som forklart nedenfor.

Dipole antenne

En dipolantenne er en av de mest enkle antennejusteringene. Denne dipolantenne består av to tynne metallstenger med en sinusformet spenningsforskjell mellom dem. Lengden på stengene velges på en slik måte at de har kvart lengde av bølgelengden ved operasjonsfrekvenser. Disse antennene brukes til å designe egne antenner eller andre antenner. De er veldig enkle å konstruere og bruke.

Dipole antenne

Dipolantennen består av to metallstenger som strøm og frekvens strømmer gjennom. Denne strøm- og spenningsstrømmen lager en elektromagnetisk bølge og radiosignalene blir utstrålt. Antennen består av et strålingselement som deler stengene og får strøm til å strømme gjennom sentrum ved hjelp av en mater på senderen som tar fra mottakeren. De forskjellige typene dipolantenner som brukes som RF-antenner inkluderer halvbølge, flere, brettet, ikke-resonant, og så videre.

Kortdipoleantenne:

Kort Dipole-antenne

Kort Dipole-antenne

Det er den enkleste av alle typer antenner. Denne antennen er en ledning med åpen krets der kort betegner 'i forhold til en bølgelengde', slik at denne antennen prioriterer ledningens størrelse i forhold til bølgelengden til driftsfrekvensen. Det tar hensyn til den absolutte størrelsen på dipolantennen. Den korte dipolantennen består av to ko-lineære ledere som er plassert fra ende til ende, med et lite gap mellom lederne av en mater. En dipole blir betraktet som kort hvis lengden på det utstrålende elementet er mindre enn en tidel av bølgelengden.

L<λ/10

Den korte dipolantennen er laget av to ko-lineære ledere som er plassert fra ende til ende, med et lite gap mellom lederne av en mater.

Den korte dipolantennen er sjelden tilfredsstillende sett fra et effektivitetssynspunkt fordi det meste av kraften som kommer inn i denne antennen forsvinner ettersom varme og resistive tap også blir gradvis høye.

Monopole antenne

En monopolantenn er halvparten av en enkel dipolantenne plassert over et jordet plan som vist i figuren nedenfor.

Strålingsmønsteret over det jordede planet vil være det samme som halvbølgedipolantenne, men den totale utstrålte effekten er halvparten av en dipol, feltet blir bare utstrålt i den øvre halvkuleområdet. Direktiviteten til disse antennene blir dobbelt sammenlignet med dipolantennene.

Enmonopolantennene brukes også som bilmonterte antenner, da de gir det nødvendige bakkeplanet til antennene som er montert over jorden.

Sløyfeantenne

Sløyfeantenne

Sløyfeantenne

Sløyfeantenner deler lignende egenskaper med både dipol- og monopolantenner fordi de er enkle og enkle å konstruere. Sløyfeantenner er tilgjengelige i forskjellige former som sirkulær, elliptisk, rektangulær, etc. De grunnleggende egenskapene til sløyfeantennen er uavhengig av formen. De er mye brukt i kommunikasjonskoblinger med frekvensen på rundt 3 GHz. Disse antennene kan også brukes som elektromagnetiske feltprober i mikrobølgebåndene.

Omkretsen til sløyfeantennen bestemmer effektiviteten til antennen som ligner den på dipol- og monopolantenner. Disse antennene er videre klassifisert i to typer: elektrisk liten og elektrisk stor basert på omkretsen av sløyfen.

Elektrisk liten sløyfeantenne ———> Omkrets ≤λ⁄10

Elektrisk stor sløyfeantenne ———> Omkrets≈λ

Elektrisk små sløyfer med en enkelt sving har liten strålingsmotstand sammenlignet med tapsmotstanden. Strålingsmotstanden til små sløyfeantenner kan forbedres ved å legge til flere svinger. Multisvingløkker har bedre strålingsmotstand selv om de har mindre effektivitet.

Liten sløyfeantenne

Liten sløyfeantenne

På grunn av dette brukes den lille sløyfeantennen for det meste som mottaksantenner der tap ikke er obligatorisk. Små sløyfer brukes ikke som sendeantenner på grunn av deres lave effektivitet.

Resonanssløyfeantenner er relativt store og styres av driften av bølgelengden. De er også kjent som store sløyfeantenner, da de brukes ved høyere frekvenser, for eksempel VHF og UHF, hvor størrelsen er praktisk. De kan sees på som foldet dipolantenne og deformeres til forskjellige former som sfærisk, firkantet, etc., og har lignende egenskaper som høy strålingseffektivitet.

3. Reisende bøleantenner

Helical Antenner

Helical antenner er også kjent som helix antenner. De har relativt enkle strukturer med en, to eller flere ledninger som hver sår for å danne en spiral, vanligvis støttet av et bakkeplan eller formet reflektor og drives av en passende mating. Den vanligste designen er en enkelt ledning støttet av bakken og matet med en koaksial linje.

Generelt er strålingsegenskapene til en spiralformet antenne assosiert med denne spesifikasjonen: den elektriske størrelsen på strukturen, der inngangsimpedansen er mer følsom for tonehøyde og ledningsstørrelse.

Helical antenne

Helical antenne

Helical-antenner har to dominerende strålingsmodi: normalmodus og aksialmodus. Den aksiale modusen brukes i et bredt spekter av applikasjoner. I normal modus er dimensjonene til helixen små sammenlignet med bølgelengden. Denne antennen fungerer som den korte dipol- eller monopolantennen. I aksial modus er dimensjonene til spiralen de samme sammenlignet med bølgelengden. Denne antennen fungerer som retningsantenn.

Yagi-Uda-antenne

Yagi-Uda-antenne

Yagi-Uda-antenne

En annen antenne som bruker passive elementer er Yagi-Uda-antenne . Denne typen antenner er billig og effektiv. Den kan konstrueres med ett eller flere reflektorelementer og ett eller flere regissørelementer. Yagi-antenner kan lages ved å bruke en antenne med en reflektor, et drevet aktivt element med brettet dipol og regissører, montert for horisontal polarisering i fremoverretningen.

4. Mikrobølgeovn antenner

Antennene som opererer ved mikrobølgefrekvenser er kjent som mikrobølgeovn antenner . Disse antennene brukes i et bredt spekter av applikasjoner.

Rektangulære mikrostrippeantenner

Rektangulære mikrostrippeantenner

Rektangulære mikrostrippeantenner

For romfartøy- eller flyapplikasjoner - basert på spesifikasjonene som størrelse, vekt, pris, ytelse, enkel installasjon osv. - foretrekkes antenner med lav profil. Disse antennene er kjent som rektangulære mikrostripeantenner eller patchantenner, de krever bare plass til matelinjen som normalt er plassert bak bakken. Den største ulempen ved å bruke disse antennene er deres ineffektive og svært smale båndbredde, som vanligvis er en brøkdel av en prosent eller, på det meste, noen få prosent.

Planar Invertert-F-antenner

En plan invertert-F-antenne kan betraktes som en type lineær invertert F-antenne (IFA) der ledningsstrålingselementet erstattes av en plate for å øke båndbredden. Fordelen med disse antennene er at de kan skjules i huset til mobilen sammenlignet med forskjellige typer antenner som en pisk, stang eller spiralformede antenner, etc. Den andre fordelen er at de kan redusere bakoverstrålingen mot toppen av antennen ved å absorbere kraft, noe som forbedrer effektiviteten. De gir høy forsterkning i både horisontale og vertikale tilstander. Denne funksjonen er viktigst for alle slags antenner som brukes i trådløs kommunikasjon.

5. Refleksantenner

Corner Reflector Antenne

Corner Reflector Antenne

Corner Reflector Antenne

Antennen som består av et eller flere dipolelementer plassert foran en hjørnereflektor, er kjent som hjørnereflektorantenne. Direktiviteten til en hvilken som helst antenne kan økes ved å bruke reflektorer. I tilfelle en trådantenne brukes et ledende ark bak antennen for å lede strålingen fremover.

Parabol-reflektorantenne

Den utstrålende overflaten til en parabolantenn har veldig store dimensjoner sammenlignet med bølgelengden. Den geometriske optikken, som er avhengig av stråler og bølgefronter, brukes til å vite om visse funksjoner i disse antennene. Visse viktige egenskaper til disse antennene kan studeres ved bruk av stråleoptikk, og av andre antenner ved bruk av elektromagnetisk feltteori.

Parabolantenn

Parabolantenn

En av de nyttige egenskapene til denne antennen er konvertering av en divergerende sfærisk bølgefront til parallell bølgefront som gir en smal stråle fra antennen. De forskjellige typer fôr som bruker denne parabolske reflektoren inkluderer hornfôr, kartesisk fôr og dipolfôr.

I denne artikkelen har du studert om de forskjellige typene antenner og deres applikasjoner innen trådløs kommunikasjon og bruken av antenner til overføring og mottak av data. For hjelp med denne artikkelen, kontakt oss ved å kommentere i kommentarseksjonen nedenfor.

foto studiepoeng: