1. Cyflwyniad i Antenâu
Mae antena yn strwythur pontio rhwng gofod rhydd a llinell drosglwyddo, fel y dangosir yn Ffigur 1. Gall y llinell drosglwyddo fod ar ffurf llinell gydechelinol neu diwb gwag (tonn-dywysydd), a ddefnyddir i drosglwyddo ynni electromagnetig o ffynhonnell i antena, neu o antena i dderbynnydd. Y cyntaf yw antena trosglwyddo, a'r olaf yw antena derbyn.
Ffigur 1 Llwybr trosglwyddo ynni electromagnetig (gofod ffynhonnell-llinell drosglwyddo-di-antena)
Cynrychiolir trosglwyddiad y system antena yn y modd trosglwyddo o Ffigur 1 gan y cyfwerth Thevenin fel y dangosir yn Ffigur 2, lle cynrychiolir y ffynhonnell gan generadur signal delfrydol, cynrychiolir y llinell drosglwyddo gan linell ag impedans nodweddiadol Zc, a chynrychiolir 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 yr antena, tra bod Rr yn cynrychioli gwrthiant ymbelydredd yr antena, a defnyddir yr adweithedd XA i gynrychioli'r rhan ddychmygol o'r impedans 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-dielectrig oherwydd nodweddion y llinell drosglwyddo a'r antena, yn ogystal â chollfeydd a achosir gan adlewyrchiad (anghydweddiad) rhwng y llinell drosglwyddo a'r antena. Gan ystyried impedans mewnol y ffynhonnell ac anwybyddu'r colledion llinell drosglwyddo ac adlewyrchiad (anghydweddiad), darperir y pŵer mwyaf i'r antena o dan gyfatebu cyfun.
Ffigur 2
Oherwydd y gwahaniaeth rhwng y llinell drosglwyddo a'r antena, mae'r don adlewyrchol o'r rhyngwyneb yn cael ei gosod ar ben y don ddigwyddiadol o'r ffynhonnell i'r antena i ffurfio ton sefydlog, sy'n cynrychioli crynodiad a storio ynni ac mae'n ddyfais atseiniol nodweddiadol. Dangosir patrwm tonnau sefydlog nodweddiadol gan y llinell ddotiog yn Ffigur 2. Os nad yw'r system antena wedi'i chynllunio'n iawn, gall y llinell drosglwyddo weithredu fel elfen storio ynni i raddau helaeth, yn hytrach nag fel dyfais canllaw tonnau a throsglwyddo ynni.
Mae'r colledion a achosir gan y llinell drosglwyddo, yr antena a thonnau sefydlog yn annymunol. Gellir lleihau colledion llinell trwy ddewis llinellau trosglwyddo colled isel, tra gellir lleihau colledion antena trwy leihau'r gwrthiant colled a gynrychiolir gan RL yn Ffigur 2. Gellir lleihau tonnau sefydlog a gellir lleihau storio ynni yn y llinell trwy baru rhwystriant yr antena (llwyth) ag rhwystriant nodweddiadol y llinell.
Mewn systemau diwifr, yn ogystal â derbyn neu drosglwyddo ynni, mae angen antenâu fel arfer i wella ynni pelydredig i gyfeiriadau penodol ac atal ynni pelydredig i gyfeiriadau eraill. Felly, yn ogystal â dyfeisiau canfod, rhaid defnyddio antenâu hefyd fel dyfeisiau cyfeiriadol. Gall antenâu fod mewn amrywiol ffurfiau i ddiwallu anghenion penodol. Gall fod yn wifren, agorfa, clwt, cynulliad elfen (arae), adlewyrchydd, lens, ac ati.
Mewn systemau cyfathrebu diwifr, mae antenâu yn un o'r cydrannau pwysicaf. Gall dyluniad antenâu da leihau gofynion system a gwella perfformiad cyffredinol y system. Enghraifft glasurol yw teledu, lle gellir gwella derbyniad darlledu trwy ddefnyddio antenâu perfformiad uchel. Mae antenâu i systemau cyfathrebu yr hyn yw llygaid i fodau dynol.
2. Dosbarthiad Antena
1. Antena Gwifren
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, fel llinell syth (deupol), dolen, troellog, fel y dangosir yn Ffigur 3. Nid oes angen i antenâu dolen fod yn gylchol yn unig. Gallant fod yn betryal, sgwâr, hirgrwn neu unrhyw siâp arall. Yr antena gylchol yw'r mwyaf cyffredin oherwydd ei strwythur syml.
Ffigur 3
2. Antenâu Agorfa
Mae antenâu agorfa yn chwarae rhan fwy oherwydd y galw cynyddol am ffurfiau mwy cymhleth o antenâu a'r defnydd o amleddau uwch. Dangosir rhai mathau o antenâu agorfa (antenâu pyramid, conigol a phorn petryalog) yn Ffigur 4. Mae'r math hwn o antena yn ddefnyddiol iawn ar gyfer cymwysiadau awyrennau a llongau gofod oherwydd gellir 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 llym.
Ffigur 4
3. Antena microstrip
Daeth antenâu microstrip yn boblogaidd iawn yn y 1970au, yn bennaf ar gyfer cymwysiadau lloeren. Mae'r antena yn cynnwys swbstrad dielectrig a chlwt metel. Gall y clwt metel fod â llawer o siapiau gwahanol, a'r antena clwt petryalog a ddangosir yn Ffigur 5 yw'r mwyaf cyffredin. Mae gan antenâu microstrip broffil isel, maent yn addas ar gyfer arwynebau planar ac anplanar, maent yn syml ac yn rhad i'w cynhyrchu, mae ganddynt gadernid uchel pan gânt eu gosod ar arwynebau anhyblyg, ac maent yn gydnaws â dyluniadau MMIC. Gellir eu gosod ar wyneb awyrennau, llongau gofod, lloerennau, taflegrau, ceir, a hyd yn oed dyfeisiau symudol a gellir eu dylunio'n gydymffurfiol.
Ffigur 5
4. Antena Arae
Efallai na fydd un elfen antena yn cyflawni'r nodweddion ymbelydredd sy'n ofynnol gan lawer o gymwysiadau. Gall araeau antena wneud i'r ymbelydredd o'r elfennau gael eu syntheseiddio i gynhyrchu'r ymbelydredd mwyaf mewn un neu fwy o gyfeiriadau penodol, dangosir enghraifft nodweddiadol yn Ffigur 6.
Ffigur 6
5. Antena Adlewyrchol
Mae llwyddiant archwilio'r gofod hefyd wedi arwain at ddatblygiad cyflym damcaniaeth 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 cymhwysiad hwn, ffurf gyffredin o antena yw'r antena parabolig a ddangosir yn Ffigur 7. Mae gan y math hwn o antena ddiamedr o 305 metr neu fwy, ac mae angen maint mor fawr i gyflawni'r enillion uchel sydd eu hangen i drosglwyddo neu dderbyn signalau filiynau o filltiroedd i ffwrdd. Math arall o adlewyrchydd yw adlewyrchydd cornel, fel y dangosir yn Ffigur 7 (c).
Ffigur 7
6. Antenâu Lens
Defnyddir lensys yn bennaf i gyfochrogeiddio ynni gwasgaredig digwyddiadol er mwyn ei atal rhag lledaenu i gyfeiriadau ymbelydredd annymunol. Drwy newid geometreg y lens yn briodol a dewis y deunydd cywir, gallant drosi gwahanol ffurfiau o ynni 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'n mynd yn fawr iawn ar amleddau is. Caiff antenâu lens eu dosbarthu yn ôl eu deunyddiau adeiladu neu siapiau geometrig, y dangosir rhai ohonynt yn Ffigur 8.
Ffigur 8
I ddysgu mwy am antenâu, ewch i:
Amser postio: Gorff-19-2024
