در ادامه بحث قبلی، اگرچه آنتنها در شکلها و فرمهای بسیار متنوعی وجود دارند، اما میتوان آنها را بر اساس شباهتها به طور کلی دستهبندی کرد.
بر اساس طول موج: آنتنهای موج متوسط، آنتنهای موج کوتاه، آنتنهای موج فوق کوتاه، آنتنهای مایکروویو...
بر اساس عملکرد: آنتنهای با بهره بالا، آنتنهای با بهره متوسط...
بر اساس جهتگیری: آنتنهای همهجهته، آنتنهای جهتدار، آنتنهای سکتوری...
بر اساس کاربرد: آنتنهای ایستگاه پایه، آنتنهای تلویزیون، آنتنهای رادار، آنتنهای رادیویی...
بر اساس ساختار: آنتنهای سیمی،آنتنهای مسطح...
بر اساس نوع سیستم: آنتنهای تک عنصری، آرایههای آنتنی...
امروز ما روی بحث آنتنهای ایستگاه پایه تمرکز خواهیم کرد.
آنتنهای ایستگاه پایه جزئی از سیستم آنتن ایستگاه پایه و بخش مهمی از سیستم ارتباطات سیار هستند. آنتنهای ایستگاه پایه عموماً به آنتنهای داخلی و خارجی تقسیم میشوند. آنتنهای داخلی معمولاً شامل آنتنهای سقفی همهجهته و آنتنهای دیواری جهتدار هستند. ما بر روی آنتنهای خارجی تمرکز خواهیم کرد که آنها نیز به انواع همهجهته و جهتدار تقسیم میشوند. آنتنهای جهتدار خود به آنتنهای تکقطبی جهتدار و آنتنهای دوقطبی جهتدار تقسیم میشوند. قطبش چیست؟ نگران نباشید، بعداً در مورد آن بحث خواهیم کرد. بیایید ابتدا در مورد آنتنهای همهجهته و جهتدار صحبت کنیم. همانطور که از نامشان پیداست، یک آنتن همهجهته سیگنالها را در همه جهات ارسال و دریافت میکند، در حالی که یک آنتن جهتدار سیگنالها را در یک جهت خاص ارسال و دریافت میکند.
آنتنهای همهجهته در فضای باز به این شکل هستند:
اساساً یک میله است، بعضیها ضخیم و بعضی دیگر نازک هستند.
در مقایسه با آنتنهای همهجهته، آنتنهای جهتدار بیشترین کاربرد را در کاربردهای دنیای واقعی دارند.
بیشتر اوقات، شبیه یک صفحه تخت به نظر میرسد، به همین دلیل به آن آنتن پنلی میگویند.
یک آنتن مسطح عمدتاً از قسمتهای زیر تشکیل شده است:
عنصر تابشی (دوقطبی)
بازتابنده (صفحه پایه)
شبکه توزیع برق (شبکه تغذیه)
کپسوله سازی و محافظت (رادوم آنتن)
قبلاً، ما آن عناصر تابشی با شکل عجیب را دیدیم که در واقع عناصر تابشی آنتنهای ایستگاه پایه هستند. آیا متوجه شدهاید که زوایای این عناصر تابشی از الگوی خاصی پیروی میکنند: آنها یا به شکل "+" هستند یا به شکل "×".
این همان چیزی است که قبلاً از آن به عنوان «قطبیسازی» یاد کردیم.
وقتی امواج رادیویی در فضا منتشر میشوند، جهت میدان الکتریکی آنها طبق الگوی خاصی تغییر میکند؛ به این پدیده قطبش امواج رادیویی میگویند.
اگر جهت میدان الکتریکی یک موج الکترومغناطیسی عمود بر زمین باشد، آن را موج با قطبش عمودی مینامیم. به طور مشابه، اگر موازی با زمین باشد، موج با قطبش افقی است. علاوه بر این، قطبشهای ±۴۵ درجه نیز وجود دارد.
علاوه بر این، جهت میدان الکتریکی میتواند به صورت مارپیچی نیز بچرخد که به آن موج با قطبش بیضوی میگویند.
قطبش دوگانه به این معنی است که دو عنصر آنتن در یک واحد ترکیب میشوند و دو موج مستقل تشکیل میدهند.
استفاده از آنتنهای دوقطبی میتواند تعداد آنتنهای مورد نیاز برای پوشش سلولی را کاهش دهد، الزامات نصب آنتن را کاهش دهد و در نتیجه سرمایهگذاری را کاهش دهد، در حالی که همچنان پوشش مؤثر را تضمین میکند. به طور خلاصه، مزایای زیادی دارد.
بحث خود را در مورد آنتنهای همهجهته و جهتدار ادامه میدهیم.
چرا آنتنهای جهتدار میتوانند جهت تابش سیگنال را کنترل کنند؟
ابتدا به یک نمودار نگاهی میاندازیم:
به این نوع نمودار، الگوی تشعشع آنتن گفته میشود.
از آنجا که فضا سهبعدی است، این نمای بالا به پایین و نمای جلو به عقب، روشی واضحتر و شهودیتر برای مشاهده توزیع شدت تابش آنتن ارائه میدهد.
تصویر بالا نیز یک الگوی تابشی آنتن است که توسط یک جفت دوقطبی متقارن نیم موج تولید میشود، که تا حدودی شبیه یک تایر پنچر شده است.
یکی از مهمترین ویژگیهای آنتن، برد تشعشع آن است.
چگونه میتوانیم کاری کنیم که این آنتن تشعشع بیشتری داشته باشد؟
جواب این است—با زدنش!
حالا فاصله تابش خیلی بیشتر خواهد شد...
مشکل این است که تشعشعات نامرئی و ناملموس هستند؛ شما نمیتوانید آنها را ببینید یا لمس کنید، و همچنین نمیتوانید از آنها عکس بگیرید.
در نظریه آنتن، اگر میخواهید آن را "بزنید"، رویکرد صحیح افزایش تعداد عناصر تابشی است.
هرچه عناصر تابشی بیشتر باشند، الگوی تابش مسطحتر میشود...
بسیار خب، لاستیک به شکل دیسک صاف شده است، برد سیگنال گسترش یافته و در همه جهات، ۳۶۰ درجه، منتشر میشود؛ این یک آنتن همهجهته است. این نوع آنتن برای استفاده در مناطق دورافتاده و باز عالی است. با این حال، در یک شهر، استفاده موثر از این نوع آنتن دشوار است.
در شهرها، که جمعیت متراکم و ساختمانهای متعددی وجود دارد، معمولاً استفاده از آنتنهای جهتدار برای پوشش سیگنال در مناطق خاص ضروری است.
بنابراین، ما نیاز به "اصلاح" آنتن همه جهته داریم.
اول، باید راهی برای «فشردهسازی» یک طرف آن پیدا کنیم:
چگونه آن را فشرده کنیم؟ یک بازتابنده اضافه میکنیم و آن را در یک طرف قرار میدهیم. سپس، از چندین مبدل برای "متمرکز کردن" امواج صوتی استفاده میکنیم.
در نهایت، الگوی تابشی که به دست آوردیم به این شکل است:
در نمودار، لوبی که بیشترین شدت تابش را دارد، لوب اصلی نامیده میشود، در حالی که لوبهای باقیمانده، لوبهای جانبی یا لوبهای ثانویه نامیده میشوند و همچنین یک دم کوچک در پشت وجود دارد که لوب پشتی نامیده میشود.
امم، این شکل یه کم شبیه... بادمجانه؟
در مورد این "بادمجان"، چگونه میتوانید پوشش سیگنال آن را به حداکثر برسانید؟
نگه داشتن آن در حالی که در خیابان ایستادهاید قطعاً جواب نخواهد داد؛ موانع زیادی وجود دارد.
هر چه بالاتر بایستید، میتوانید دورتر را ببینید، بنابراین قطعاً باید به دنبال نقاط مرتفعتری باشیم.
وقتی در ارتفاع بالا هستید، چطور آنتن را به سمت پایین تنظیم میکنید؟ خیلی ساده است، فقط آنتن را به سمت پایین کج کنید، درست است؟
بله، کج کردن آنتن مستقیماً هنگام نصب یکی از روشهاست که ما آن را «کج کردن مکانیکی» مینامیم.
آنتنهای مدرن همگی این قابلیت را در حین نصب دارند؛ یک بازوی مکانیکی این کار را انجام میدهد.
با این حال، شیب رو به پایین مکانیکی نیز یک مشکل ایجاد میکند—
هنگام استفاده از شیب رو به پایین مکانیکی، دامنه مؤلفههای عمودی و افقی آنتن بدون تغییر باقی میماند و در نتیجه الگوی آنتن به شدت دچار اعوجاج میشود.
این قطعاً جواب نخواهد داد، زیرا بر پوشش سیگنال تأثیر میگذارد. بنابراین، ما روش دیگری را اتخاذ کردیم که شیب الکتریکی یا به سادگی شیب الکترونیکی است.
به طور خلاصه، شیبدهی الکتریکی شامل ثابت نگه داشتن زاویه فیزیکی بدنه آنتن و تنظیم فاز عناصر آنتن برای تغییر قدرت میدان است.
در مقایسه با آنتنهای با شیب رو به پایین مکانیکی، آنتنهای با شیب رو به پایین الکتریکی تغییر کمتری در الگوی تابش خود نشان میدهند، امکان زاویه شیب رو به پایین بیشتری را فراهم میکنند و هر دو لوب اصلی و لوب پشتی به سمت پایین هدایت میشوند.
البته، در کاربردهای عملی، شیب رو به پایین مکانیکی و الکتریکی اغلب به صورت ترکیبی استفاده میشوند.
بعد از اعمال شیب رو به پایین، به این شکل در میآید：
در این شرایط، از محدوده تابش اصلی آنتن به طور کاملاً مؤثر استفاده میشود.
با این حال، مشکلات هنوز وجود دارند:
۱. بین لوب اصلی و لوب جانبی پایینی، یک نقطه کور سیگنال در الگوی تابش وجود دارد که معمولاً به عنوان "اثر سایه" شناخته میشود.
۲. لوب جانبی بالایی زاویه بالایی دارد، بر نواحی با فاصله بیشتر تأثیر میگذارد و به راحتی باعث تداخل بین سلولی میشود، به این معنی که سیگنال بر سلولهای دیگر تأثیر میگذارد.
بنابراین، ما باید تلاش کنیم تا شکاف موجود در «عمق تهی پایینی» را پر کنیم و شدت «لبه کناری بالایی» را سرکوب کنیم.
روشهای خاص شامل تنظیم سطح لوبهای جانبی و بهکارگیری تکنیکهایی مانند شکلدهی پرتو است. جزئیات فنی تا حدودی پیچیده است. اگر علاقهمند هستید، میتوانید خودتان اطلاعات مربوطه را جستجو کنید.
برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد آنتنها، لطفاً به آدرس زیر مراجعه کنید:
زمان ارسال: دسامبر-04-2025
