Här är ett snabbt sätt att veta om olika typer av antenner

I denna moderna era av trådlös kommunikation , många ingenjörer visar intresse för att specialisera sig inom kommunikationsområden, men detta kräver grundläggande kunskaper om grundläggande kommunikationskoncept såsom typer av antenner, elektromagnetisk strålning och olika fenomen relaterade till utbredning etc. Vid trådlösa kommunikationssystem spelar antenner en framträdande roll när de effektivt omvandlar de elektroniska signalerna till elektromagnetiska vågor.

Typer av antenner

Antenner är grundläggande komponenter i alla elektrisk krets eftersom de tillhandahåller sammankopplande länkar mellan sändare och ledigt utrymme eller mellan ledigt utrymme och mottagare. Innan vi diskuterar om antenntyper finns det några egenskaper som måste förstås. Förutom dessa egenskaper täcker vi också olika typer av antenner som används i kommunikationssystem i detalj.

Egenskaper för antenner

• Antennförstärkning
• Öppning
• Direktivitet och bandbredd
• Polarisering
• Effektiv längd
• Polärt diagram

Antennförstärkning: Parametern som mäter riktningsgraden för antennens radiella mönster kallas förstärkning. En antenn med högre förstärkning är effektivare i sitt strålningsmönster. Antenner är utformade på ett sådant sätt att kraften höjs i önskad riktning och minskar i oönskade riktningar.

G = (effekt utstrålad av en antenn) / (effekt utstrålad av referensantenn)

Öppning: Denna bländare är också känd som den effektiva bländaren för antennen som aktivt deltar i överföring och mottagning av elektromagnetiska vågor. Kraften som mottas av antennen förknippas med kollektivt område. Detta samlade område av en antenn är känt som effektiv bländare.

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

Direktivitet och bandbredd: Direktivet för en antenn definieras som måttet på koncentrerad effektstrålning i en viss riktning. Det kan betraktas som en antenns förmåga att rikta utstrålad effekt i en given riktning. Det kan också noteras som förhållandet mellan strålningsintensiteten i en given riktning och den genomsnittliga strålningsintensiteten. Bandbredd är en av de önskade parametrarna för att välja en antenn. Det kan definieras som frekvensområdet över vilket en antenn kan utstråla energi ordentligt och ta emot energi.

Polarisering: En elektromagnetisk våg som startas från en antenn kan polariseras vertikalt och horisontellt. Om vågen blir polariserad i vertikal riktning är E-vektorn vertikal och den kräver en vertikal antenn. Om vektor E är horisontellt behöver den en horisontell antenn för att starta den. Ibland används cirkulär polarisering, det är en kombination av både horisontella och vertikala sätt.

Effektiv längd: Den effektiva längden är parametern för antenner som karakteriserar antennernas effektivitet vid sändning och mottagning av elektromagnetiska vågor. Effektiv längd kan definieras för både sändande och mottagande antenner. Förhållandet EMF vid mottagarens ingång till intensiteten i det elektriska fältet som inträffade på antennen kallas mottagarnas effektiva längd. Sändarens effektiva längd kan definieras som längden på ledigt utrymme och strömfördelningen över dess längd genererar samma fältintensitet i vilken strålningsriktning som helst.

Effektiv längd = (Area under icke-enhetlig strömfördelning) / (Area under enhetlig strömfördelning)

Polardiagram: Den viktigaste egenskapen hos en antenn är dess strålningsmönster eller polära diagram. I fallet med en sändande antenn är detta ett diagram som diskuterar styrkan hos kraftfältet som utstrålas av antennen i olika vinkelriktningar som visas i diagrammet nedan. Ett diagram kan också erhållas för både vertikala och horisontella plan - och det heter också som vertikala respektive horisontella mönster.

Hittills har vi täckt antennernas egenskaper och nu kommer vi att diskutera olika typer av antenner som används för olika applikationer.

Typer av antenner

Logga in periodiska antenner

• Fluga Antenner
• Log-Periodic Dipole Array

Trådantenner

• Kort dipolantenn
• Dipolantenn
• Monopolantenn
• Loop-antenn

Resande vågantenner

• Helical Antenner
• Yagi-Uda-antenner

Mikrovågsantenner

• Rektangulära mikrobandantenner
• Plana inverterade F-antenner

Reflektorantenner

• Hörnreflektor
• Parabolreflektor

1. Log-periodiska antenner

Logga periodisk antenn

En log-periodisk antenn benämns också som en periodisk logg-array. Det är en multi-element, riktad smalstråleantenn som fungerar på ett brett spektrum av frekvenser. Denna antenn är gjord av en serie dipoler placerade längs antennaxeln vid olika tidsintervall följt av en logaritmisk frekvensfunktion. Log-periodisk antenn används i ett brett spektrum av applikationer där variabel bandbredd krävs tillsammans med antennförstärkning och direktivitet.

Fluga-antenner

Fluga Antenn

En fluga-antenn är också känd som Biconical antenn eller Butterfly antenn. Bikonisk antenn är en riktad bredbandsantenn. Enligt storleken på denna antenn har den lågfrekvent respons och fungerar som ett högpassfilter. När frekvensen går till högre gränser, bort från designfrekvensen, förvrängs antennens strålningsmönster och sprids.

De flesta av fluga-antennerna är derivat av bikoniska antenner. Diskonen är som en typ av halvbikonisk antenn. Flugaantennen är plan och därför riktad antenn.

Log-Periodic Dipole Array

Logga in periodisk dipolantenn

Den vanligaste typen av antenn som används i trådlös kommunikationsteknik är en log-periodisk dipoluppsättning som i grunden innefattar ett antal dipolelement. Dessa dipol-array antenner minskar i storlek från baksidan till fronten. Den ledande strålen på denna RF-antenn kommer från den mindre fronten.

Elementet i gruppens bakre ände är stort i storlek med halv våglängd som arbetar i ett lågfrekvensområde. Elementets avstånd minskas mot den främre änden av matrisen där de minsta matriserna är placerade. Under denna operation, eftersom frekvensen varierar, sker en smidig övergång längs elementets grupp, vilket leder till att bilda en aktiv region.

2. Trådantenner

Trådantenn

Trådantenner kallas också linjära eller böjda antenner. Dessa antenner är mycket enkla, billiga och används i ett brett spektrum av applikationer. Dessa antenner är ytterligare indelade i fyra som förklaras nedan.

Dipolantenn

En dipolantenn är en av de enklaste antenninriktningarna. Denna dipolantenn består av två tunna metallstänger med en sinusformad spänningsskillnad mellan dem. Längden på stavarna väljs på ett sådant sätt att de har en våglängd på våglängden vid operativa frekvenser. Dessa antenner används för att designa egna antenner eller andra antenner. De är väldigt enkla att konstruera och använda.

Dipolantennen består av två metallstänger genom vilka ström och frekvens flödar. Detta ström- och spänningsflöde gör en elektromagnetisk våg och radiosignalerna strålas ut. Antennen består av ett strålningselement som delar stavarna och får ström att flyta genom mitten med hjälp av en matare vid sändaren som tar ut från mottagaren. De olika typerna av dipolantenner som används RF-antenner inkluderar halvvåg, flera, vikta, icke-resonanta, och så vidare.

Kortdipolantenn:

Kort dipolantenn

Det är den enklaste av alla typer av antenner. Denna antenn är en ledning med öppen krets där kort betecknar 'relativt en våglängd' så denna antenn prioriterar trådens storlek i förhållande till våglängden för driftsfrekvensen. Det tar ingen hänsyn till den absoluta storleken på dipolantennen. Den korta dipolantennen består av två ko-linjära ledare som placeras från ände till ände, med ett litet mellanrum mellan ledarna av en matare. En dipol anses vara kort om strålningselementets längd är mindre än en tiondel av våglängden.

L<λ/10

Den korta dipolantennen är gjord av två ko-linjära ledare som placeras från ände till ände, med ett litet mellanrum mellan ledarna av en matare.

Den korta dipolantennen är sällan tillfredsställande ur effektivitetssynpunkt eftersom det mesta av den effekt som kommer in i denna antenn försvinner då värme och resistiva förluster också blir gradvis höga.

Monopolantenn

En monopolantenn är hälften av en enkel dipolantenn som ligger över ett jordat plan som visas i figuren nedan.

Strålningsmönstret ovanför det jordade planet kommer att vara detsamma som halvvågsdipolantennen, men den totala effekten som utstrålas är hälften så stor som för en dipol, fältet strålas endast i det övre halvklotet. Direktiviteten hos dessa antenner blir dubbla jämfört med dipolantennerna.

Monopolantennerna används också som bilmonterade antenner, eftersom de tillhandahåller det nödvändiga markplanet för antennerna monterade ovanför jorden.

Loop-antenn

Loop-antenn

Loop-antenner delar liknande egenskaper med både dipol- och monopolantenner eftersom de är enkla och lätta att konstruera. Loop-antenner finns i olika former som cirkulär, elliptisk, rektangulär, etc. De grundläggande egenskaperna hos loop-antennen är oberoende av dess form. De används ofta i kommunikationslänkar med frekvensen cirka 3 GHz. Dessa antenner kan också användas som elektromagnetiska fältsonder i mikrovågsbanden.

Slingantennens omkrets bestämmer antennens effektivitet som liknar den för dipol- och monopolantenner. Dessa antenner klassificeras vidare i två typer: elektriskt små och elektriskt stora baserat på slingans omkrets.

Elektriskt liten slingantenn ———> Omkrets ≤λ⁄10

Elektriskt stor slingantenn ———> Omkrets≈λ

Elektriskt små öglor med en enda varv har liten strålningsmotstånd jämfört med deras förlustmotstånd. Strålningsmotståndet hos små slingantenner kan förbättras genom att lägga till fler varv. Multi-turn loopar har bättre strålningsmotstånd även om de har mindre effektivitet.

Liten slingantenn

På grund av detta används den lilla slingantennen mest som mottagarantenner där förluster inte är obligatoriska. Små öglor används inte som sändande antenner på grund av deras låga effektivitet.

Resonanslingantenner är relativt stora och styrs av våglängden. De kallas också stora loopantenner eftersom de används vid högre frekvenser, såsom VHF och UHF, där deras storlek är bekväm. De kan ses som vikta dipolantenner och deformeras till olika former som sfäriska, fyrkantiga etc. och har liknande egenskaper såsom hög strålningseffektivitet.

3. Resande vågantenner

Helical Antenner

Helixantenner är också kända som helixantenner. De har relativt enkla strukturer med en, två eller flera ledningar som vardera sår för att bilda en spiral, vanligtvis backas upp av ett markplan eller formad reflektor och drivs av en lämplig matning. Den vanligaste designen är en enda ledning bakad av marken och matas med en koaxial linje.

I allmänhet är strålningsegenskaperna hos en spiralformad antenn associerade med denna specifikation: den elektriska storleken på strukturen, där ingångsimpedansen är mer känslig för tonhöjd och trådstorlek.

Helical antenn

Helixantenner har två dominerande strålningslägen: det normala läget och det axiella läget. Det axiella läget används i ett brett spektrum av applikationer. I det normala läget är helixens dimensioner små jämfört med dess våglängd. Denna antenn fungerar som en kort dipol- eller monopolantenn. I axiellt läge är helixens dimensioner desamma jämfört med dess våglängd. Denna antenn fungerar som riktningsantenn.

Yagi-Uda-antenn

Yagi-Uda-antenn

En annan antenn som använder passiva element är Yagi-Uda-antenn . Denna typ av antenn är billig och effektiv. Den kan konstrueras med ett eller flera reflektorelement och ett eller flera regissörselement. Yagi-antenner kan tillverkas genom att använda en antenn med en reflektor, ett driven vikat dipolaktivt element och regissörer, monterade för horisontell polarisering i framåtriktningen.

4. Mikrovågsantenner

Antennerna som arbetar med mikrovågsfrekvenser är kända som mikrovågsantenner . Dessa antenner används i ett brett spektrum av applikationer.

Rektangulära mikrobandantenner

Rektangulära mikrobandantenner

För rymdfarkoster eller flygplansapplikationer - baserat på specifikationer som storlek, vikt, kostnad, prestanda, enkel installation etc. - föredras lågprofilantenner. Dessa antenner är kända som rektangulära mikrobandantenner eller patchantenner, de kräver bara utrymme för matningslinjen som normalt är placerad bakom markplanet. Den största nackdelen med att använda dessa antenner är deras ineffektiva och mycket smala bandbredd, vilket vanligtvis är en bråkdel av en procent eller högst några procent.

Plana inverterade F-antenner

En plan inverterad-F-antenn kan betraktas som en typ av linjär inverterad F-antenn (IFA) där trådstrålningselementet ersätts av en platta för att öka bandbredden. Fördelen med dessa antenner är att de kan döljas i mobilhöljet jämfört med olika typer av antenner som en piska, stång eller spiralformiga antenner etc. Den andra fördelen är att de kan minska bakåtstrålningen mot toppen av antennen genom att absorbera effekt, vilket ökar effektiviteten. De ger hög förstärkning i både horisontella och vertikala tillstånd. Denna funktion är viktigast för alla typer av antenner som används i trådlös kommunikation.

5. Reflektorantenner

Hörnreflektorantenn

Hörnreflektorantenn

Antennen som består av ett eller flera dipolelement placerade framför en hörnreflektor kallas hörnreflektorantenn. Direktiviteten hos vilken antenn som helst kan ökas med hjälp av reflektorer. Vid en trådantenn används ett ledande ark bakom antennen för att rikta strålningen framåt.

Parabol-reflektorantenn

Den utstrålande ytan på en parabolantenn har mycket stora dimensioner jämfört med dess våglängd. Den geometriska optiken, som är beroende av strålar och vågfronter, används för att känna till vissa funktioner hos dessa antenner. Vissa viktiga egenskaper hos dessa antenner kan studeras med hjälp av stråloptik och andra antenner med hjälp av elektromagnetisk fältteori.

Parabolantenn

En av de användbara egenskaperna hos denna antenn är omvandlingen av en divergerande sfärisk vågfront till parallellvågfront som ger en smal stråle från antennen. De olika typerna av flöden som använder denna paraboliska reflektor inkluderar hornmatningar, kartesiska matningar och dipolmatning.

I den här artikeln har du studerat om de olika typerna av antenner och deras applikationer inom trådlös kommunikation och användningen av antenner vid överföring och mottagning av data. För all hjälp med den här artikeln, kontakta oss genom att kommentera i kommentarsektionen nedan.

fotokrediter:

• Typer av antenner av brunel
• Direktivitet av antennteori
• Log-periodiska antenner av emchire
• Trådantenner av Hem
• Liten slingantenn av surrey
• Helical Antenner av wadeantenna
• Yagi-Uda-antenn av surrey
• Rektangulära mikrobandantenner av raymaps
• Hörnreflektorantenn av filer
• Parabol-reflektorantenn av kommunikation