Beth yw Antena Rhombig?
Mae antena rhombig yn antena gwifren gyfeiriadol sy'n cael ei ffurfio gan bedair elfen ddargludol wedi'u trefnu mewn strwythur siâp diemwnt. Gellir ei gweld fel dau antena V wedi'u cysylltu pen i ben, gydag un fertig llym yn cael ei ddefnyddio fel y pwynt porthiant a'r fertig gyferbyn fel arfer wedi'i gysylltu â gwrthydd terfynu.
Yn wahanol i ddeuol atseiniol, mae antena rhombig sydd wedi'i therfynu'n iawn yn gweithredu'n bennaf fel antena tonnau teithiol. Mae cerrynt RF yn teithio o'r pwynt porthiant ar hyd y pedair adran wifren tuag at y llwyth terfynu. Mae'r meysydd electromagnetig a gynhyrchir gan yr adrannau hyn yn cyfuno i greu trawst crynodedig ar hyd echel fawr y rhombws.
Daeth antenâu rhombig yn adnabyddus am gyfathrebu HF pellter hir oherwydd gallant ddarparu sylw amledd eang, enillion ymlaen defnyddiol a nodweddion cyfeiriadol cymharol sefydlog. Fodd bynnag, mae eu maint ffisegol mawr yn eu gwneud yn fwy addas ar gyfer gosodiadau sefydlog na llwyfannau cyfathrebu cryno.
Strwythur Sylfaenol
Mae antena rhombig confensiynol yn cynnwys pedair gwifren o'r un hyd wedi'u hongian uwchben y ddaear. Gyda'i gilydd, mae'r gwifrau hyn yn ffurfio rhombws llorweddol gyda dau ongl lem a dau ongl aflem.
Mae'r antena yn cael ei bwydo ar un pen, tra bod y pen arall wedi'i gysylltu â gwrthydd terfynu an-anwythol. Dewisir y gwrthydd hwn i gyfateb i'r rhwystriant nodweddiadol o strwythur yr antena ac amsugno'r ynni tonnau teithiol sy'n weddill.
Mae'r prif baramedrau dylunio yn cynnwys:
- Hyd pob adran wifren
- Ongl lem neu ongl uchaf y rhombws
- Uchder gosod uwchben y ddaear
- Impedans pwynt porthiant
- Gwrthiant terfynu
- Diamedr y dargludydd
- Ystod amledd targed a llwybr lledaenu
Nid yw'r ongl optimwm yn werth sefydlog cyffredinol. Mae'n dibynnu ar hyd trydanol pob ochr a'r uchder a'r cyfeiriad asimuth a ddymunir ar gyfer y trawst prif.
Ffigur 1. Cyfluniad sylfaenol antena rhombig llorweddol wedi'i therfynu.
Sut Mae Antena Rhombig yn Gweithio?
Mae pob ochr i'r rhombws yn ymddwyn fel rheiddiadur gwifren hir. Wrth i gerrynt ymledu ar hyd y dargludyddion, mae pob adran wifren yn cynhyrchu cydran ymbelydredd cyfeiriadol.
Pan fydd dimensiynau ac onglau'r antena wedi'u dewis yn gywir, mae'r meysydd a belydrair gan y pedair ochr yn atgyfnerthu ei gilydd i'r cyfeiriad ymlaen. Mewn cyfeiriadau eraill, mae rhai cydrannau maes yn canslo'n rhannol. Y canlyniad cyfunol yw trawst prif gymharol gul ar hyd croeslin hir y rhombws.
Mae'r gwrthydd terfynu yn chwarae rhan bwysig. Drwy amsugno ynni sy'n cyrraedd y pen pellaf, mae'n lleihau adlewyrchiad cerrynt ac yn atal ton sefydlog gref rhag ffurfio ar y dargludyddion. Mae hyn yn helpu'r antena i gynnal nodweddion rhwystriant ac ymbelydredd mwy sefydlog ar draws ystod amledd gymharol eang.
Y cyfaddawd yw effeithlonrwydd. Mae rhan o bŵer y trosglwyddydd yn cael ei drawsnewid yn wres yn y gwrthydd terfynu yn hytrach na chael ei belydru. Felly mae dylunio antena yn gofyn am gydbwysedd rhwng cyfeiriadedd, lled band, sefydlogrwydd rhwystriant ac effeithlonrwydd ymbelydredd.
Ystod Amledd a Maint Trydanol
Mae antenâu rhombig maint llawn traddodiadol yn fwyaf cysylltiedig â chyfathrebu HF. Ar yr amleddau hyn, mae ochrau'r antena yn aml yn sawl tonfedd o hyd, gan ganiatáu i'r strwythur gynhyrchu enillion cyfeiriadol sylweddol.
Nid yw antena rhombig wedi'i diffinio gan un ystod amledd sefydlog. Yn ddamcaniaethol, gellir graddio ei dimensiynau ar gyfer amleddau gwahanol, ond mae'r strwythur yn dod yn eithriadol o fawr ar amleddau is ac mae angen goddefiannau mecanyddol tynnach ar amleddau uwch.
Gellir defnyddio strwythurau rhombig cryno a rhombig-ddolennog hefyd ar amleddau VHF, UHF neu ficrodon. Fodd bynnag, gall y dyluniadau graddfaol hyn fod â nodweddion bwydo, polareiddio ac ymbelydredd gwahanol i antena rhombig HF terfynedig traddodiadol.
Ffigur 2. Enghraifft o strwythur antena rhombig cryno ar gyfer derbyniad amledd uwch.
Antenâu Rhombig Terfynedig ac Anterfynedig
Mae antena rhombig terfynedig fel arfer yn cynhyrchu patrwm ymbelydredd unffordd. Mae'r rhan fwyaf o'r ymbelydredd defnyddiol yn cael ei gyfeirio o'r pwynt porthiant tuag at y pen terfynu.
Os caiff y gwrthydd terfynu ei dynnu, caiff y cerrynt ei adlewyrchu o'r pen agored. Yna mae'r antena yn datblygu cydran ton sefydlog gryfach a gall gynhyrchu patrwm dwyffordd, gyda phrif ymbelydredd mewn dau gyfeiriad gyferbyniol.
Gall y cyfluniad heb ei derfynu osgoi colli pŵer mewn gwrthydd terfynu, ond mae ei impedans mewnbwn a'i batrwm ymbelydredd yn amrywio'n fwy sylweddol yn gyffredinol gydag amledd. Gall hefyd ddangos cymhareb blaen-i-gefn gwaeth ac ymddygiad band eang llai rhagweladwy.
Patrwm Ymbelydredd a Pholareiddio
Nodweddir patrwm ymbelydredd antena rhombig terfynedig gan brif labed flaen a llabedau ochr lluosog. Mae cyfeiriad union y trawst a lled y trawst yn dibynnu ar hyd yr ochr, ongl y rhombws, uchder y gosodiad, amledd gweithredu ac amodau'r ddaear.
Gall cynyddu'r hyd trydanol wella cyfeiriadedd, ond gall hefyd gynhyrchu llabedau ochr ychwanegol. Gall y llabedau diangen hyn allyrru ynni tuag at gyfeiriadau anfwriadol a lleihau mantais ymarferol y trawst prif.
Mae antena rhombig sydd wedi'i gosod yn llorweddol wedi'i pholareiddio'n llorweddol yn bennaf yn y prif gyfeiriad ymbelydredd. Fodd bynnag, gall y patrwm tri dimensiwn cyflawn hefyd gynnwys cydrannau polareiddio fertigol, yn enwedig yn y llabedau ochr ac mewn cyfeiriadau i ffwrdd o'r brif echel.
Ffigur 3. Patrwm ymbelydredd unffordd darluniadol antena rhombig terfynedig.
Bwydo a Chyfatebu Impedans
Mae'r antena rhombig fel arfer yn strwythur cytbwys gydag impedans mewnbwn cymharol uchel. Yn aml caiff ei fwydo gan ddefnyddio llinell drosglwyddo gytbwys neu drwy drawsnewidydd impedans a balŵn addas.
Pan ddefnyddir cebl cyd-echelinol, rhaid dylunio'r trawsnewidiad rhwng y llinell borthiant anghytbwys a'r antena gytbwys yn ofalus. Gall paru annigonol gynyddu pŵer adlewyrchol, cyflwyno cerrynt modd cyffredin ac ystumio'r patrwm ymbelydredd bwriadedig.
Dylai peirianwyr asesu:
- rhwystriant mewnbwn
- Colled dychwelyd a VSWR
- Gwrthiant terfynu
- Enillion ymlaen
- Cymhareb blaen-i-gefn
- Cyfeiriad y trawst
- Lefel ochr-llabed
- Polareiddio
- Gallu trin pŵer
Ar gyfer systemau trosglwyddo pŵer uchel, rhaid i'r gwrthydd terfynu allu gwasgaru pŵer RF sylweddol yn ddiogel.
Manteision
Mae prif fanteision antena rhombig yn cynnwys:
- Lled band gweithredu cymharol eang
- Ennill cyfeiriadol defnyddiol
- Impedans sefydlog pan gaiff ei derfynu'n iawn
- Adeiladwaith syml wedi'i seilio ar wifren
- Addas ar gyfer cysylltiadau HF pellter hir
- Yn gallu trin pŵer trosglwyddydd uchel gyda chydrannau priodol
- Gellir trefnu nifer o antenâu rhombig ar gyfer sylw ehangach neu newid rhwng cyfeiriadau
Cyfyngiadau
Mae ei brif gyfyngiadau'n cynnwys:
- Angen ardal osod fawr
- Angen sawl strwythur cynnal tal
- Mae rhan o'r pŵer RF yn cael ei golli yn y gwrthydd terfynu
- Gall gynhyrchu llabedau ochr sylweddol
- Mae perfformiad yn cael ei effeithio gan uchder ac amodau'r ddaear
- Gall cynnal a chadw mecanyddol fod yn heriol
- Nid yw'n addas ar gyfer y rhan fwyaf o lwyfannau cryno neu symudol
Cymwysiadau Nodweddiadol
Yn hanesyddol, defnyddiwyd antenâu rhombig ar gyfer:
- Cyfathrebu HF pellter hir
- Cysylltiadau radio pwynt-i-bwynt sefydlog
- Gorsafoedd derbyn tonnau byr
- Cyfathrebu ïonosfferig a thonnau awyr
- Rhwydweithiau cyfathrebu rhyngwladol
- Monitro radio a deallusrwydd signal
- Ymchwil i antenâu gwifren hir a thonnau teithiol
Er bod systemau cyfathrebu modern yn aml yn defnyddio antenâu log-gyfnodol, araeau band eang, antenâu adlewyrchol a systemau antena a reolir yn electronig, mae'r antena rhombig yn parhau i fod yn enghraifft bwysig mewn theori antena.
Mae'n dangos yn glir sut y gellir defnyddio hyd dargludydd, cerrynt tonnau teithiol, ongl geometrig ac uwchosodiad maes i reoli cyfeiriadedd a lled band yr antena.
Mae RF MISO yn darparu atebion cydrannau antena a microdon ar gyfer profi RF, cyfathrebu, radar, mesur antena ac integreiddio systemau. Mae deall strwythurau antena clasurol fel yr antena rhombig yn helpu peirianwyr i werthuso paramedrau pwysig gan gynnwys ystod amledd, enillion, polareiddio, lled trawst, VSWR, lefel llabed ochr ac effeithlonrwydd ymbelydredd.
I ddysgu mwy am antenâu, ewch i:
Amser postio: Gorff-24-2026
