1. Panimula sa mga Antenna
Ang antena ay isang istrukturang transisyon sa pagitan ng malayang espasyo at linya ng transmisyon, gaya ng ipinapakita sa Larawan 1. Ang linya ng transmisyon ay maaaring nasa anyo ng isang coaxial line o isang hollow tube (waveguide), na ginagamit upang magpadala ng electromagnetic energy mula sa isang pinagmulan patungo sa isang antena, o mula sa isang antena patungo sa isang receiver. Ang una ay isang transmitting antenna, at ang huli ay isang receiver.antena.
Pigura 1 Landas ng transmisyon ng enerhiyang elektromagnetiko
Ang transmisyon ng sistema ng antenna sa transmission mode ng Figure 1 ay kinakatawan ng Thevenin equivalent gaya ng ipinapakita sa Figure 2, kung saan ang pinagmulan ay kinakatawan ng isang ideal na signal generator, ang transmission line ay kinakatawan ng isang linya na may characteristic impedance na Zc, at ang antenna ay kinakatawan ng isang load na ZA [ZA = (RL + Rr) + jXA]. Ang load resistance na RL ay kumakatawan sa conduction at dielectric losses na nauugnay sa istruktura ng antenna, habang ang Rr ay kumakatawan sa radiation resistance ng antenna, at ang reactance na XA ay ginagamit upang kumatawan sa imaginary na bahagi ng impedance na nauugnay sa radiation ng antenna. Sa ilalim ng ideal na mga kondisyon, ang lahat ng enerhiyang nalilikha ng signal source ay dapat ilipat sa radiation resistance na Rr, na ginagamit upang kumatawan sa radiation capability ng antenna. Gayunpaman, sa mga praktikal na aplikasyon, may mga conductor-dielectric losses dahil sa mga katangian ng transmission line at antenna, pati na rin ang mga losses na dulot ng reflection (mismatch) sa pagitan ng transmission line at antenna. Kung isasaalang-alang ang internal impedance ng pinagmulan at hindi pinapansin ang transmission line at reflection (mismatch) losses, ang maximum na power ay ibinibigay sa antenna sa ilalim ng conjugate matching.
Pigura 2
Dahil sa hindi pagkakatugma sa pagitan ng transmission line at ng antenna, ang reflected wave mula sa interface ay sumasabay sa incident wave mula sa source patungo sa antenna upang bumuo ng isang standing wave, na kumakatawan sa energy concentration at storage at isang tipikal na resonant device. Ang tipikal na standing wave pattern ay ipinapakita ng tuldok-tuldok na linya sa Figure 2. Kung ang antenna system ay hindi maayos na dinisenyo, ang transmission line ay maaaring magsilbing energy storage element sa halip na waveguide at energy transmission device.
Hindi kanais-nais ang mga pagkalugi na dulot ng linya ng transmisyon, antena, at mga standing wave. Maaaring mabawasan ang mga pagkawala ng linya sa pamamagitan ng pagpili ng mga linya ng transmisyon na may mababang pagkawala, habang ang mga pagkawala ng antena ay maaaring mabawasan sa pamamagitan ng pagbabawas ng resistensya sa pagkawala na kinakatawan ng RL sa Figure 2. Maaaring mabawasan ang mga standing wave at ang imbakan ng enerhiya sa linya ay maaaring mabawasan sa pamamagitan ng pagtutugma ng impedance ng antena (load) sa katangiang impedance ng linya.
Sa mga wireless system, bukod sa pagtanggap o pagpapadala ng enerhiya, ang mga antenna ay karaniwang kinakailangan upang palakasin ang enerhiyang inilalabas sa ilang direksyon at sugpuin ang enerhiyang inilalabas sa ibang direksyon. Samakatuwid, bukod sa mga detection device, ang mga antenna ay dapat ding gamitin bilang mga directional device. Ang mga antenna ay maaaring nasa iba't ibang anyo upang matugunan ang mga partikular na pangangailangan. Maaari itong maging isang wire, isang aperture, isang patch, isang element assembly (array), isang reflector, isang lens, atbp.
Sa mga sistema ng komunikasyong wireless, ang mga antenna ay isa sa mga pinakamahalagang bahagi. Ang mahusay na disenyo ng antenna ay maaaring mabawasan ang mga kinakailangan ng sistema at mapabuti ang pangkalahatang pagganap ng sistema. Ang isang klasikong halimbawa ay ang telebisyon, kung saan ang pagtanggap ng broadcast ay maaaring mapabuti sa pamamagitan ng paggamit ng mga high-performance na antenna. Ang mga antenna sa mga sistema ng komunikasyon ay katulad ng mga mata sa mga tao.
2. Pag-uuri ng Antena
Ang horn antenna ay isang planar antenna, isang microwave antenna na may pabilog o parihabang cross-section na unti-unting bumubukas sa dulo ng waveguide. Ito ang pinakamalawak na ginagamit na uri ng microwave antenna. Ang radiation field nito ay natutukoy ng laki ng siwang ng horn at ng uri ng propagation. Kabilang sa mga ito, ang impluwensya ng horn wall sa radiation ay maaaring kalkulahin gamit ang prinsipyo ng geometric diffraction. Kung ang haba ng horn ay mananatiling hindi nagbabago, ang laki ng siwang at ang quadratic phase difference ay tataas kasabay ng pagtaas ng anggulo ng pagbukas ng horn, ngunit ang gain ay hindi magbabago kasabay ng laki ng siwang. Kung ang frequency band ng horn ay kailangang palawakin, kinakailangang bawasan ang repleksyon sa leeg at siwang ng horn; ang repleksyon ay bababa habang tumataas ang laki ng siwang. Ang istruktura ng horn antenna ay medyo simple, at ang radiation pattern ay medyo simple rin at madaling kontrolin. Karaniwan itong ginagamit bilang medium directional antenna. Ang mga parabolic reflector horn antenna na may malawak na bandwidth, mababang side lobes at mataas na kahusayan ay kadalasang ginagamit sa mga komunikasyon sa microwave relay.
2. Antena ng mikrostrip
Ang istruktura ng microstrip antenna ay karaniwang binubuo ng dielectric substrate, radiator, at ground plane. Ang kapal ng dielectric substrate ay mas maliit kaysa sa wavelength. Ang manipis na patong ng metal sa ilalim ng substrate ay konektado sa ground plane, at ang manipis na patong ng metal na may partikular na hugis ay ginagawa sa harap sa pamamagitan ng proseso ng photolithography bilang isang radiator. Ang hugis ng radiator ay maaaring baguhin sa maraming paraan ayon sa mga kinakailangan.
Ang pag-usbong ng teknolohiya ng microwave integration at mga bagong proseso ng pagmamanupaktura ay nagtaguyod sa pag-unlad ng mga microstrip antenna. Kung ikukumpara sa mga tradisyunal na antenna, ang mga microstrip antenna ay hindi lamang maliit sa laki, magaan, mababa ang profile, madaling i-conform, kundi madali ring i-integrate, mababa ang gastos, angkop para sa malawakang produksyon, at mayroon ding mga bentahe ng iba't ibang katangiang elektrikal.
3. Antenna ng puwang ng Waveguide
Ang waveguide slot antenna ay isang antenna na gumagamit ng mga puwang sa istruktura ng waveguide upang makamit ang radiation. Karaniwan itong binubuo ng dalawang parallel na metal plate na bumubuo ng isang waveguide na may makitid na puwang sa pagitan ng dalawang plate. Kapag ang mga electromagnetic wave ay dumaan sa waveguide gap, isang resonance phenomenon ang magaganap, sa gayon ay bumubuo ng isang malakas na electromagnetic field malapit sa puwang upang makamit ang radiation. Dahil sa simpleng istraktura nito, ang waveguide slot antenna ay maaaring makamit ang broadband at high-efficiency radiation, kaya malawak itong ginagamit sa radar, komunikasyon, wireless sensor at iba pang larangan sa microwave at millimeter wave bands. Kabilang sa mga bentahe nito ang mataas na radiation efficiency, broadband characteristics at mahusay na anti-interference ability, kaya pinapaboran ito ng mga inhinyero at mananaliksik.
Ang Biconical Antenna ay isang broadband antenna na may biconical na istraktura, na nailalarawan sa pamamagitan ng malawak na frequency response at mataas na radiation efficiency. Ang dalawang conical na bahagi ng biconical antenna ay simetriko sa isa't isa. Sa pamamagitan ng istrukturang ito, makakamit ang epektibong radiation sa isang malawak na frequency band. Karaniwan itong ginagamit sa mga larangan tulad ng spectrum analysis, radiation measurement at EMC (electromagnetic compatibility) testing. Mayroon itong mahusay na impedance matching at radiation characteristics at angkop para sa mga sitwasyon ng aplikasyon na kailangang sumaklaw sa maraming frequency.
Ang spiral antenna ay isang broadband antenna na may spiral structure, na nailalarawan sa pamamagitan ng malawak na frequency response at mataas na radiation efficiency. Nakakamit ng spiral antenna ang polarization diversity at wide-band radiation characteristics sa pamamagitan ng istruktura ng spiral coils, at angkop para sa radar, satellite communication, at wireless communication systems.
Para matuto nang higit pa tungkol sa mga antenna, pakibisita ang:
Oras ng pag-post: Hunyo-14-2024

