1. Cyflwyniad i Antenâu
Mae antena yn strwythur pontio rhwng gofod rhydd a llinell drosglwyddo, fel y dangosir yn Ffigur 1. Gall y llinell drawsyrru fod ar ffurf llinell gyfechelog neu diwb gwag (tonllaw), a ddefnyddir i drosglwyddo egni electromagnetig o ffynhonnell i antena, neu o antena i dderbynnydd. Antena trawsyrru yw'r cyntaf, ac antena derbyn yw'r olaf.
Ffigur 1 Llwybr trawsyrru ynni electromagnetig (gofod di-antena-llinell trawsyrru ffynhonnell)
Mae trosglwyddiad y system antena yn y modd trosglwyddo yn Ffigur 1 yn cael ei gynrychioli gan yr hyn sy'n cyfateb i Thevenin fel y dangosir yn Ffigur 2, lle mae'r ffynhonnell yn cael ei chynrychioli gan gynhyrchydd signal delfrydol, mae'r llinell drosglwyddo yn cael ei chynrychioli gan linell â rhwystriant nodweddiadol Zc, a cynrychiolir yr antena gan lwyth ZA [ZA = (RL + Rr) + jXA]. Mae'r gwrthiant llwyth RL yn cynrychioli'r colledion dargludiad a dielectrig sy'n gysylltiedig â strwythur antena, tra bod Rr yn cynrychioli ymwrthedd ymbelydredd yr antena, a defnyddir yr adweithedd XA i gynrychioli rhan ddychmygol y rhwystriant sy'n gysylltiedig ag ymbelydredd yr antena. O dan amodau delfrydol, dylid trosglwyddo'r holl ynni a gynhyrchir gan y ffynhonnell signal i'r gwrthiant ymbelydredd Rr, a ddefnyddir i gynrychioli gallu ymbelydredd yr antena. Fodd bynnag, mewn cymwysiadau ymarferol, mae colledion dargludydd-deuelectrig oherwydd nodweddion y llinell drosglwyddo a'r antena, yn ogystal â cholledion a achosir gan adlewyrchiad (anghydweddiad) rhwng y llinell drosglwyddo a'r antena. O ystyried rhwystriant mewnol y ffynhonnell ac anwybyddu colledion y llinell drawsyrru a'r adlewyrchiad (anghydweddiad), darperir y pŵer uchaf i'r antena o dan baru cyfun.
Ffigur 2
Oherwydd y diffyg cyfatebiaeth rhwng y llinell drawsyrru a'r antena, mae'r don adlewyrchiedig o'r rhyngwyneb wedi'i arosod â'r don ddigwyddiad o'r ffynhonnell i'r antena i ffurfio ton sefydlog, sy'n cynrychioli crynodiad ynni a storio ac mae'n ddyfais soniarus nodweddiadol. Mae patrwm tonnau sefydlog nodweddiadol yn cael ei ddangos gan y llinell doredig yn Ffigur 2. Os nad yw'r system antena wedi'i dylunio'n iawn, gall y llinell drosglwyddo weithredu fel elfen storio ynni i raddau helaeth, yn hytrach nag fel dyfais tonnau a thrawsyrru ynni.
Mae'r colledion a achosir gan y llinell drawsyrru, yr antena a'r tonnau sefyll yn annymunol. Gellir lleihau colledion llinell trwy ddewis llinellau trawsyrru colled isel, tra gellir lleihau colledion antena trwy leihau'r ymwrthedd colled a gynrychiolir gan RL yn Ffigur 2. Gellir lleihau tonnau sefydlog a gellir lleihau storio ynni yn y llinell trwy gyfateb rhwystriant yr antena (llwyth) gyda rhwystriant nodweddiadol y llinell.
Mewn systemau diwifr, yn ogystal â derbyn neu drosglwyddo ynni, mae angen antenâu fel arfer i wella ynni pelydrol i gyfeiriadau penodol ac atal ynni pelydrol i gyfeiriadau eraill. Felly, yn ogystal â dyfeisiau canfod, rhaid defnyddio antenâu hefyd fel dyfeisiau cyfeiriadol. Gall antenâu fod mewn gwahanol ffurfiau i ddiwallu anghenion penodol. Gall fod yn wifren, agorfa, clwt, cydosod elfen (arae), adlewyrchydd, lens, ac ati.
Mewn systemau cyfathrebu diwifr, antenâu yw un o'r cydrannau mwyaf hanfodol. Gall dyluniad antena da leihau gofynion y system a gwella perfformiad cyffredinol y system. Enghraifft glasurol yw teledu, lle gellir gwella derbyniad darlledu trwy ddefnyddio antenâu perfformiad uchel. Antenâu i systemau cyfathrebu yw'r hyn y mae llygaid i fodau dynol.
2. Dosbarthiad Antena
1. Antena Wire
Mae antenâu gwifren yn un o'r mathau mwyaf cyffredin o antenâu oherwydd eu bod i'w cael bron ym mhobman - ceir, adeiladau, llongau, awyrennau, llongau gofod, ac ati. Mae yna wahanol siapiau o antenâu gwifren, megis llinell syth (deupol), dolen, troellog, fel y dangosir yn Ffigur 3. Nid yn unig y mae angen i antenâu dolen fod yn gylchol. Gallant fod yn hirsgwar, sgwâr, hirgrwn neu unrhyw siâp arall. Yr antena crwn yw'r mwyaf cyffredin oherwydd ei strwythur syml.
Ffigur 3
2. Antenâu Agorfa
Mae antenâu agorfa yn chwarae mwy o ran oherwydd y galw cynyddol am fathau mwy cymhleth o antenâu a'r defnydd o amleddau uwch. Dangosir rhai mathau o antenâu agorfa (antenâu corn pyramidal, conigol a hirsgwar) yn Ffigur 4. Mae'r math hwn o antena yn ddefnyddiol iawn ar gyfer cymwysiadau awyrennau a llongau gofod oherwydd gallant gael eu gosod yn gyfleus iawn ar gragen allanol yr awyren neu'r llong ofod. Yn ogystal, gellir eu gorchuddio â haen o ddeunydd dielectrig i'w hamddiffyn rhag amgylcheddau garw.
Ffigur 4
3. Microstrip antena
Daeth antenâu microstrip yn boblogaidd iawn yn y 1970au, yn bennaf ar gyfer cymwysiadau lloeren. Mae'r antena yn cynnwys swbstrad dielectrig a darn metel. Gall y darn metel fod â llawer o wahanol siapiau, a'r antena patsh hirsgwar a ddangosir yn Ffigur 5 yw'r mwyaf cyffredin. Mae gan antenâu microstrip broffil isel, maent yn addas ar gyfer arwynebau planar ac anblanar, maent yn syml ac yn rhad i'w cynhyrchu, mae ganddynt gadernid uchel wrth eu gosod ar arwynebau anhyblyg, ac maent yn gydnaws â dyluniadau MMIC. Gellir eu gosod ar wyneb awyrennau, llongau gofod, lloerenni, taflegrau, ceir, a hyd yn oed dyfeisiau symudol a gellir eu dylunio'n gyson.
Ffigur 5
4. Antena Arae
Efallai na fydd y nodweddion ymbelydredd sy'n ofynnol gan lawer o gymwysiadau yn cael eu cyflawni gan un elfen antena. Gall araeau antena wneud yr ymbelydredd o'r elfennau wedi'u syntheseiddio i gynhyrchu'r ymbelydredd mwyaf i un neu fwy o gyfeiriadau penodol, dangosir enghraifft nodweddiadol yn Ffigur 6.
Ffigur 6
5. Antena'r Adlewyrchydd
Mae llwyddiant archwilio gofod hefyd wedi arwain at ddatblygiad cyflym theori antena. Oherwydd yr angen am gyfathrebu pellter hir iawn, rhaid defnyddio antenâu enillion uchel iawn i drosglwyddo a derbyn signalau filiynau o filltiroedd i ffwrdd. Yn y cais hwn, ffurf antena gyffredin yw'r antena parabolig a ddangosir yn Ffigur 7. Mae gan y math hwn o antena ddiamedr o 305 metr neu fwy, ac mae maint mor fawr yn angenrheidiol i gyflawni'r cynnydd uchel sydd ei angen i drosglwyddo neu dderbyn signalau miliynau o filltiroedd i ffwrdd. Ffurf arall ar adlewyrchydd yw adlewyrchydd cornel, fel y dangosir yn Ffigur 7 (c).
Ffigur 7
6. Antenâu Lens
Defnyddir lensys yn bennaf i gyfuno egni gwasgaredig digwyddiadau i'w atal rhag lledaenu i gyfeiriadau ymbelydredd annymunol. Trwy newid geometreg y lens yn briodol a dewis y deunydd cywir, gallant drosi gwahanol fathau o egni dargyfeiriol yn donnau plân. Gellir eu defnyddio yn y rhan fwyaf o gymwysiadau fel antenâu adlewyrchydd parabolig, yn enwedig ar amleddau uwch, ac mae eu maint a'u pwysau yn dod yn fawr iawn ar amleddau is. Mae antenâu lens yn cael eu dosbarthu yn ôl eu deunyddiau adeiladu neu eu siapiau geometrig, a dangosir rhai ohonynt yn Ffigur 8.
Ffigur 8
I ddysgu mwy am antenâu, ewch i:
Amser post: Gorff-19-2024
