۱. مقدمهای بر آنتنها
آنتن یک ساختار انتقالی بین فضای آزاد و خط انتقال است، همانطور که در شکل 1 نشان داده شده است. خط انتقال میتواند به شکل یک خط کواکسیال یا یک لوله توخالی (موجبر) باشد که برای انتقال انرژی الکترومغناطیسی از یک منبع به یک آنتن یا از یک آنتن به یک گیرنده استفاده میشود. اولی یک آنتن فرستنده و دومی یک آنتن گیرنده است.آنتن.
شکل 1 مسیر انتقال انرژی الکترومغناطیسی
انتقال سیستم آنتن در حالت انتقال شکل 1 توسط معادل تونن همانطور که در شکل 2 نشان داده شده است، نشان داده شده است، که در آن منبع توسط یک مولد سیگنال ایدهآل، خط انتقال توسط یک خط با امپدانس مشخصه Zc و آنتن توسط بار ZA [ZA = (RL + Rr) + jXA] نشان داده شده است. مقاومت بار RL نشان دهنده تلفات هدایت و دی الکتریک مرتبط با ساختار آنتن است، در حالی که Rr نشان دهنده مقاومت تابشی آنتن است و راکتانس XA برای نشان دادن بخش موهومی امپدانس مرتبط با تابش آنتن استفاده میشود. در شرایط ایدهآل، تمام انرژی تولید شده توسط منبع سیگنال باید به مقاومت تابشی Rr منتقل شود که برای نشان دادن قابلیت تابشی آنتن استفاده میشود. با این حال، در کاربردهای عملی، تلفات هادی-دی الکتریک به دلیل ویژگیهای خط انتقال و آنتن، و همچنین تلفات ناشی از انعکاس (عدم تطابق) بین خط انتقال و آنتن وجود دارد. با در نظر گرفتن امپدانس داخلی منبع و نادیده گرفتن تلفات خط انتقال و انعکاس (عدم تطابق)، حداکثر توان تحت تطبیق مزدوج به آنتن ارائه میشود.
شکل ۲
به دلیل عدم تطابق بین خط انتقال و آنتن، موج بازتاب شده از سطح مشترک با موج فرودی از منبع به آنتن همپوشانی پیدا میکند و یک موج ایستاده تشکیل میدهد که نشاندهنده تمرکز و ذخیرهسازی انرژی است و یک دستگاه رزونانس معمولی است. الگوی موج ایستاده معمولی با خط چین در شکل 2 نشان داده شده است. اگر سیستم آنتن به درستی طراحی نشده باشد، خط انتقال میتواند تا حد زیادی به عنوان یک عنصر ذخیرهسازی انرژی عمل کند تا یک موجبر و دستگاه انتقال انرژی.
تلفات ناشی از خط انتقال، آنتن و امواج ایستاده نامطلوب هستند. تلفات خط را میتوان با انتخاب خطوط انتقال کمتلفات به حداقل رساند، در حالی که تلفات آنتن را میتوان با کاهش مقاومت تلفات که با RL در شکل 2 نشان داده شده است، کاهش داد. امواج ایستاده را میتوان کاهش داد و ذخیره انرژی در خط را میتوان با تطبیق امپدانس آنتن (بار) با امپدانس مشخصه خط به حداقل رساند.
در سیستمهای بیسیم، علاوه بر دریافت یا ارسال انرژی، معمولاً به آنتنها برای افزایش انرژی تابشی در جهتهای خاص و سرکوب انرژی تابشی در جهتهای دیگر نیاز است. بنابراین، علاوه بر دستگاههای تشخیص، آنتنها باید به عنوان دستگاههای جهتدار نیز استفاده شوند. آنتنها میتوانند به اشکال مختلفی برای رفع نیازهای خاص باشند. ممکن است یک سیم، یک دیافراگم، یک پچ، یک مجموعه عنصر (آرایه)، یک بازتابنده، یک لنز و غیره باشد.
در سیستمهای ارتباطی بیسیم، آنتنها یکی از حیاتیترین اجزا هستند. طراحی خوب آنتن میتواند الزامات سیستم را کاهش داده و عملکرد کلی سیستم را بهبود بخشد. یک مثال کلاسیک تلویزیون است که در آن میتوان با استفاده از آنتنهای با کارایی بالا، دریافت امواج را بهبود بخشید. آنتنها برای سیستمهای ارتباطی مانند چشم برای انسان هستند.
۲. طبقهبندی آنتن
آنتن بوقی یک آنتن مسطح است، یک آنتن مایکروویو با سطح مقطع دایرهای یا مستطیلی که به تدریج در انتهای موجبر باز میشود. این پرکاربردترین نوع آنتن مایکروویو است. میدان تابش آن با اندازه روزنه بوق و نوع انتشار آن تعیین میشود. در میان آنها، تأثیر دیواره بوق بر تابش را میتوان با استفاده از اصل پراش هندسی محاسبه کرد. اگر طول بوق بدون تغییر باقی بماند، اندازه روزنه و اختلاف فاز درجه دوم با افزایش زاویه باز شدن بوق افزایش مییابد، اما بهره با اندازه روزنه تغییر نمیکند. اگر باند فرکانسی بوق نیاز به گسترش داشته باشد، لازم است انعکاس در گردن و روزنه بوق کاهش یابد. با افزایش اندازه روزنه، انعکاس نیز کاهش مییابد. ساختار آنتن بوقی نسبتاً ساده است و الگوی تابش نیز نسبتاً ساده و کنترل آن آسان است. عموماً به عنوان یک آنتن جهتدار متوسط استفاده میشود. آنتنهای بوقی بازتابنده سهموی با پهنای باند وسیع، لوبهای جانبی کم و راندمان بالا اغلب در ارتباطات رله مایکروویو استفاده میشوند.
RM-DCPHA105145-20 (10.5-14.5 گیگاهرتز)
RM-BDHA1850-20 (18-50 گیگاهرتز)
RM-SGHA430-10 (1.70-2.60GHz)
۲. آنتن میکرواستریپ
ساختار آنتن میکرواستریپ عموماً از زیرلایه دیالکتریک، رادیاتور و صفحه زمین تشکیل شده است. ضخامت زیرلایه دیالکتریک بسیار کمتر از طول موج است. لایه نازک فلزی در پایین زیرلایه به صفحه زمین متصل است و لایه نازک فلزی با شکل خاص در قسمت جلویی از طریق فرآیند فوتولیتوگرافی به عنوان رادیاتور ساخته میشود. شکل رادیاتور را میتوان با توجه به نیاز به روشهای مختلفی تغییر داد.
ظهور فناوری ادغام مایکروویو و فرآیندهای تولید جدید، توسعه آنتنهای میکرواستریپ را ارتقا داده است. در مقایسه با آنتنهای سنتی، آنتنهای میکرواستریپ نه تنها از نظر اندازه، وزن، شکل ظاهری و تطبیقپذیری آسان، بلکه از نظر ادغامپذیری آسان، هزینه کم، مناسب برای تولید انبوه و همچنین دارای مزایای خواص الکتریکی متنوع هستند.
RM-MA424435-22 (4.25-4.35 گیگاهرتز)
RM-MA۲۵۵۲۷-۲۲ (۲۵.۵-۲۷ گیگاهرتز)
آنتن شکاف موجبر، آنتنی است که از شکافهای موجود در ساختار موجبر برای دستیابی به تابش استفاده میکند. این آنتن معمولاً از دو صفحه فلزی موازی تشکیل شده است که یک موجبر را با یک شکاف باریک بین دو صفحه تشکیل میدهند. هنگامی که امواج الکترومغناطیسی از شکاف موجبر عبور میکنند، یک پدیده رزونانس رخ میدهد و در نتیجه یک میدان الکترومغناطیسی قوی در نزدیکی شکاف ایجاد میشود تا تابش حاصل شود. به دلیل ساختار ساده آن، آنتن شکاف موجبر میتواند به تابش پهن باند و با راندمان بالا دست یابد، بنابراین به طور گسترده در رادار، ارتباطات، حسگرهای بیسیم و سایر زمینهها در باندهای مایکروویو و موج میلیمتری استفاده میشود. مزایای آن شامل راندمان تابش بالا، ویژگیهای پهن باند و توانایی خوب ضد تداخل است، بنابراین مورد توجه مهندسان و محققان قرار گرفته است.
RM-PA7087-43 (71-86 گیگاهرتز)
RM-PA1075145-32 (10.75-14.5 گیگاهرتز)
RM-SWA910-22 (9-10 گیگاهرتز)
آنتن دو مخروطی یک آنتن پهن باند با ساختار دو مخروطی است که با پاسخ فرکانسی وسیع و راندمان تابشی بالا مشخص میشود. دو قسمت مخروطی آنتن دو مخروطی نسبت به یکدیگر متقارن هستند. از طریق این ساختار، میتوان به تابش مؤثر در یک باند فرکانسی وسیع دست یافت. معمولاً در زمینههایی مانند تجزیه و تحلیل طیف، اندازهگیری تابش و آزمایش EMC (سازگاری الکترومغناطیسی) استفاده میشود. این آنتن تطبیق امپدانس و ویژگیهای تابشی خوبی دارد و برای سناریوهای کاربردی که نیاز به پوشش چندین فرکانس دارند، مناسب است.
آر ام-BCA2428-۴ (۲۴-۲۸ گیگاهرتز)
RM-BCA218-4 (2-18 گیگاهرتز)
آنتن مارپیچی یک آنتن پهن باند با ساختار مارپیچی است که با پاسخ فرکانسی وسیع و راندمان تابشی بالا مشخص میشود. آنتن مارپیچی از طریق ساختار کویلهای مارپیچی، به تنوع قطبش و ویژگیهای تابشی باند وسیع دست مییابد و برای رادار، ارتباطات ماهوارهای و سیستمهای ارتباط بیسیم مناسب است.
RM-PSA0756-3 (0.75-6 گیگاهرتز)
RM-PSA218-2R (2-18 گیگاهرتز)
برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد آنتنها، لطفاً به آدرس زیر مراجعه کنید:
زمان ارسال: ۱۴ ژوئن ۲۰۲۴
