Антените са основните компонентина всяка електрическа верига, тъй като те осигуряват взаимна връзка между предавателя и свободното пространство или между свободното пространство и приемника. Преди да говорим за видовете антени, трябва да знаете техните свойства. Антенна решетка - систематично разполагане на антени, които работят заедно. Отделните антени в масив обикновено имат един и същ тип и се намират в непосредствена близост, на фиксирано разстояние един от друг. Масивът ви позволява да увеличите посоката, контрола на основните лъчи на радиация и страничните лъчи. Всички антени се характеризират с пасивен коефициент на усилване. Пасивното усилване се измерва чрез стойността на dBi, която е свързана с теоретичната изотропна антена. Смята се, че то предава енергия еднакво във всички посоки, но не съществува в природата. Печалбата на идеалната полуволна диполна антена е 215 dB.
EIRP, или еквивалентната изотропна излъчена мощност на предавателната антена, е мярката на максималната мощност, която теоретичната изотропна антена би излъчвала в посока на максимално усилване. EIRP отчита загубите от електропроводи и конектори и включва действителната печалба. EIRP ви позволява да изчислите реалните стойности на мощност и сила на полето, ако са известни действителното усилване и изходната мощност на предавателя.

Усилване на антената в посоки

Определя се като съотношението на усилването на мощността в дадена посока към увеличаването на силовата антена в същата посока. Стандартната практика е да се използваизотропен емитер като референтна антена. В този случай изотропният излъчвател няма да има загуби, той излъчва енергията си еднакво във всички посоки. Това означава, че печалбата на изотропен емитер е равна на G = 1 (или 0 DB). Обикновено е обичайно да се използва блок от dBi (децибели по отношение на изотропен емитер) за усилване по отношение на изотропен емитер.

Коефициентът, изразен в dBi, се изчислява по следната формула: GdBi = 10 * Log (GNumeric /GIsotropic) = 10 * Log (GNumeric). Понякога теоретичният дипол се използва като бенчмарк, така че единица dBd (децибели по отношение на дипола) ще бъде използвана за описване на печалбата по отношение на дипола. Този блок обикновено се използва, когато става въпрос за усилване на всепосочни антени с по-висока печалба. В този случай тяхното усилване е по-високо при 22 dB. Следователно, ако антената има усилване от 3 dB, общото усилване ще бъде 52 dB.

Ширина на лъча 3 dB

Такава широчина на лъча (или широчината на лъча на половината мощност) на антената обикновено се определя за всяка от главните равнини. Ширината на лъча от 3 dB във всяка равнина се определя като ъгълът между точките на главния листенце, който се намалява от максималния коефициент на усилване с 3 dB. Ширина на лъча 3 DB - ъгълът между две сини линии на полярна област. В този пример широчината на лъча от 3 dB в тази равнина е около 37 градуса. Антените с широк светлинен лъч обикновено имат нисък коефициент на усилване и имат антени с тесни широчини на лъчапо-висока печалба.
По този начин, антена, която насочва по-голямата част от енергията си в тесен лъч, поне в една равнина, ще има по-голямо усилване. Съотношението "напред-назад" (F /B) се използва като индикатор на предпочитанието, което се опитва да опише нивото на радиация от задната страна на насочената антена. По принцип съотношението "назад и напред" е съотношението на пиковото усилване в посока напред към усилването на 180 градуса зад пика. Разбира се, в мащаба DB, съотношението "напред и назад" е просто разликата между пиковия коефициент в посока напред и коефициента на усилване от 180 градуса зад пика.

Класификация на антените

Съществуват много типове антени за различни приложения, като комуникации, радар, измерване, електромагнитни импулси (EMI), електромагнитна съвместимост (EMC) и др. Някои от тях са проектирани да работят на теснолентови честоти, докато други са предназначени за излъчване /получаване на преходни импулси. Характеристики на предавателните антени:

Физическа структура на антената.

Честотни ленти.

Режим на приложение.

По-долу са дадени типовете антени в съответствие с физическата структура:

жични;

отвор;

отразяват;

​​

антенен обектив;

микрополосни антени;

масивни антени.

Следват видовете предавателни антени, в зависимост от честотата на работа:

Много ниска честота (VLF).

Ниска честота (LF).

Средна честота(MF).

Висока честота (HF).

Много висока честота (VHF).

Високочестотна честота (UHF).

Супер висока честота (СВЧ).

Микровълнова вълна.

Радиовълни.

По-долу са разположени предавателни и приемни антени съгласно режимите на приложение:

Комуникация от точка до точка.

Програми за говор.

Радарна комуникация.

Сателитни комуникации.

Конструктивни характеристики

Предавателните антени създават радиочестотни емисии, които се разпространяват в пространството. Приемните антени извършват обратен процес: те получават радиочестотна радиация и ги преобразуват в необходими сигнали, например звук, изображения в телевизионни предавателни антени и мобилни телефони. Най-простият тип антена се състои от два метални пръта и е известен като дипол. Един от най-често срещаните видове е монополната антена, състояща се от пръчка, разположена вертикално към голяма метална дъска, която служи като заземена равнина. Монтажът на превозните средства обикновено е монопол, а металния покрив на автомобила служи като заземяване. Устройството за предаване на антената, неговата форма и размер определят работната честота и други характеристики на излъчването. Една от важните атрибути на антената е нейната ориентация. Във връзка между две фиксирани цели, както при свързването между две фиксирани предавателни станции, или в радарни приложения, е необходима антена, за да предаде директно предаването на енергия към приемника. Обратно, когапредавателят или приемникът не са неподвижни, като клетъчна връзка се изисква ненасочена система. В такива случаи е необходима многопосочна антена, която равномерно приема всички честоти във всички посоки на хоризонталната равнина, а във вертикалната равнина излъчването е неравномерно и много малко, както в предавателя на предавателната антена.

Предавателни и приемни източници

Предавател - основен източник на радиочестотно излъчване. Този тип се състои от проводник, чийто интензитет се променя във времето и го преобразува в радиочестотно излъчване, разпространяващо се в пространството. Приемателна антена - устройство за приемане на радиочестоти (RF). Той извършва обратното предаване, изпълнява предавателя, получава радиочестотно излъчване, превръща го в електрически токове в електрическата верига на антената. Телевизионните и излъчващите станции използват предавателни антени за предаване на определени типове сигнали, които се разпространяват по въздуха. Тези сигнали се откриват от приемните антени, които ги превръщат в сигнали и се приемат от съответното устройство, например телевизия, радио, телефон. Радиоприемащите и приемащите телевизионни антени са предназначени единствено за приемане на радиочестотна радиация и не произвеждат радиочестотно излъчване. Клетъчните устройства, като базови станции, ретранслатори и мобилни телефони, са оборудвани със специални предавателни и приемни антени, които излъчват радиочестотно излъчване и обслужват клетъчните мрежи вСъответствие с технологията на комуникационните мрежи. Разлика между аналогова и цифрова антена:

Аналоговата антена има променливо усилване и работи в обхвата от 50 км за DVB-T. Колкото по-далеч потребителят е от източника на сигнала, толкова по-лош е сигналът.

За приемане на цифрова телевизия - потребителят изобщо получава добро изображение или изображение. Ако е далеч от източника на сигнала, той не получава никакво изображение.

Цифровата антена за предаване има вградени филтри за намаляване на шума и подобряване на качеството на изображението.

Аналогов сигнал се предава директно на телевизора, а цифровият първо трябва да се декодира. Това ви позволява да коригирате грешки, както и данни като компресия на сигнал за допълнителни функции като допълнителни канали, EPG, платена телевизия, интерактивни игри и др.

Диполните предаватели

и разпространение на радиочестотна (RF) енергия с 360 градуса в хоризонтална равнина. Тези устройства са проектирани да бъдат резонансни с половината или една четвърт от дължината на вълната на приложената честота. Тя може да бъде толкова проста, колкото две парчета тел, необходимата дължина или може да бъде капсулирана. Дипол се използва в много корпоративни мрежи, малки офиси и за домашна употреба (SOHO). Той има типичен импеданс, който позволява да бъде съчетан с предавател за максимален трансфер на мощност. Ако антената и предавателят не съвпадат, предавателната линия ще покаже влошаванесигнализира или дори да повреди предавателя.

Насочен фокус

Насочените антени се фокусират върху излъчваната мощност, за да стеснят лъчите, осигурявайки значително подобрение в този процес. Неговите свойства също са реципрочни. Характеристиките на предавателната антена, като импеданс и усилване, също са приложими за приемната антена. Ето защо същата антена може да се използва както за изпращане, така и за получаване на сигнала. Усилването на силно насочена параболична антена служи за усилване на слаб сигнал. Това е една от причините, поради които те често се използват за комуникация на дълги разстояния. Обикновено използваната посока е масив от Яги-Уда, наречен Яги. Изобретен е от Шинтаро Уда и неговия колега Хидецуг Яга през 1926 година. Yagi-антената използва няколко елемента, за да образува насочен масив. Един контролиран елемент, обикновено дипол, разпространява радиочестотна енергия, елементи, разположени директно пред и под контролирания елемент, повторно излъчваща радиочестотна енергия във фаза и извън фаза, усилвайки и забавяйки съответно сигнала. Тези елементи се наричат ​​паразитни елементи. Елементът се води от рефлектор, наречен рефлектор, а елементите пред устройството се наричат ​​директори. Yagi антените имат широчина на лъча в диапазона от 30 до 80 градуса и могат да осигурят повече от 10 dB на пасивно усилване. Параболичната антена е най-познатият тип насочена антена. Парабола - кривата е симетрична, а параболичният рефлектор е повърхност, която описва кривата360-градусова въртяща се плоча. Параболичните антени се използват за комуникация на дълги разстояния между сгради или големи географски области.

Полупосочни излъчватели

Патч антената е полупроводников емитер, използващ плоска метална лента, монтирана над земята. Радиацията от задната част на антената е ефективно отрязана от заземителната повърхност, увеличавайки посоката напред. Този тип антена е известна още като микрополяризирана антена. Обикновено е правоъгълна и е поставена в пластмасова кутия. Този тип антена може да се направи с помощта на стандартни PCB методи. Патч антената може да има ширина на лъча от 30 до 180 градуса и типично усилване от 9 dB. Секционните антени са друг тип полупроводникова антена. Секторните антени осигуряват диаграма на диаграма на излъчване и обикновено се инсталират в масив. Ширината на лъча за секторната антена може да варира от 60 до 180 градуса, с типична 120 градуса. В разделен масив, антените са монтирани близо един до друг, осигурявайки пълно покритие от 360 градуса.

Производство на антени Yagi-Udi

През последните десетилетия антената Yagi-Uda се вижда в почти всички сгради. Очевидно е, че има много директори за подобряване на посоката на антената. Захранващото устройство е валцуван дипол. Рефлекторът е дълъг елемент, който е в края на структурата. За тази антена трябва да се използват следните спецификации.

Елемент



Спецификация



Дължина на контролируемия елемент



0458? до 05?



Дължина на отражателя



055? - 058?



Термин на директора 1



045?



Дължина на директора 2



040?



Продължителност на режисьора 3



035?



Интервал между директорите



0.2?



Рефлектор за разстоянието между диполите



035?



Разстоянието между диполите и директора



0125?

По-долу са представени предимствата на антените Yagi-Uda:

Висока печалба.

Висока ориентация.

Простота и обслужване.

По-малко енергия се губи.

По-широк диапазон от честоти.

Следват недостатъците на антените Yagi-Uda:

Тенденцията към шум.

Податливи на атмосферни ефекти.

Ако следвате горните изисквания, можете да проектирате антена Yagi-Uda. Картината на антената е много ефективна, както е показано на снимката. Малките венчелистчета са потиснати и фокусът на основната част се увеличава чрез добавяне на директори към антената.