1. Panimula sa Antennas
Ang antenna ay isang istraktura ng paglipat sa pagitan ng libreng espasyo at isang linya ng paghahatid, tulad ng ipinapakita sa Figure 1. Ang linya ng paghahatid ay maaaring nasa anyo ng isang coaxial line o isang hollow tube (waveguide), na ginagamit upang magpadala ng electromagnetic energy mula sa isang pinagmulan sa isang antenna, o mula sa isang antenna patungo sa isang receiver. Ang una ay isang transmitting antenna, at ang huli ay isang receiving antenna.
Figure 1 Electromagnetic energy transmission path (source-transmission line-antenna-free space)
Ang paghahatid ng sistema ng antenna sa mode ng paghahatid ng Figure 1 ay kinakatawan ng katumbas ng Thevenin tulad ng ipinapakita sa Figure 2, kung saan ang pinagmulan ay kinakatawan ng isang perpektong generator ng signal, ang linya ng paghahatid ay kinakatawan ng isang linya na may katangian na impedance Zc, at ang antenna ay kinakatawan ng isang load ZA [ZA = (RL + Rr) + jXA]. Ang load resistance RL ay kumakatawan sa conduction at dielectric na pagkalugi na nauugnay sa antenna structure, habang ang Rr ay kumakatawan sa radiation resistance ng antenna, at ang reactance XA ay ginagamit upang kumatawan sa haka-haka na bahagi ng impedance na nauugnay sa antenna radiation. Sa ilalim ng mainam na mga kondisyon, ang lahat ng enerhiya na nabuo ng pinagmumulan ng signal ay dapat ilipat sa radiation resistance Rr, na ginagamit upang kumatawan sa kakayahan ng radiation ng antenna. Gayunpaman, sa mga praktikal na aplikasyon, may mga pagkalugi ng conductor-dielectric dahil sa mga katangian ng linya ng paghahatid at ng antena, pati na rin ang mga pagkalugi na dulot ng pagmuni-muni (mismatch) sa pagitan ng linya ng paghahatid at ng antena. Isinasaalang-alang ang panloob na impedance ng pinagmulan at hindi papansin ang linya ng paghahatid at pagmuni-muni (mismatch) na pagkalugi, ang maximum na kapangyarihan ay ibinibigay sa antena sa ilalim ng conjugate matching.
Larawan 2
Dahil sa hindi pagkakatugma sa pagitan ng transmission line at ng antenna, ang sinasalamin na wave mula sa interface ay pinapatungan ng incident wave mula sa source hanggang sa antenna upang bumuo ng standing wave, na kumakatawan sa energy concentration at storage at isang tipikal na resonant device. Ang isang tipikal na pattern ng standing wave ay ipinapakita ng may tuldok na linya sa Figure 2. Kung ang sistema ng antenna ay hindi idinisenyo nang maayos, ang linya ng paghahatid ay maaaring kumilos bilang isang elemento ng pag-iimbak ng enerhiya sa isang malaking lawak, sa halip na bilang isang waveguide at aparato ng paghahatid ng enerhiya.
Ang mga pagkalugi na dulot ng transmission line, antenna at standing waves ay hindi kanais-nais. Ang mga pagkalugi ng linya ay maaaring mabawasan sa pamamagitan ng pagpili ng mababang pagkawala ng mga linya ng paghahatid, habang ang mga pagkalugi ng antena ay maaaring mabawasan sa pamamagitan ng pagbabawas ng pagkawala ng resistensya na kinakatawan ng RL sa Figure 2. Ang mga nakatayong alon ay maaaring mabawasan at ang imbakan ng enerhiya sa linya ay maaaring mabawasan sa pamamagitan ng pagtutugma ng impedance ng ang antenna (load) na may katangian na impedance ng linya.
Sa mga wireless system, bilang karagdagan sa pagtanggap o pagpapadala ng enerhiya, ang mga antenna ay karaniwang kinakailangan upang mapahusay ang radiated na enerhiya sa ilang mga direksyon at sugpuin ang radiated na enerhiya sa ibang mga direksyon. Samakatuwid, bilang karagdagan sa mga detection device, dapat ding gamitin ang mga antenna bilang mga directional device. Ang mga antena ay maaaring nasa iba't ibang anyo upang matugunan ang mga partikular na pangangailangan. Maaaring ito ay isang wire, isang aperture, isang patch, isang element assembly (array), isang reflector, isang lens, atbp.
Sa mga wireless na sistema ng komunikasyon, ang mga antenna ay isa sa pinakamahalagang bahagi. Maaaring bawasan ng magandang disenyo ng antenna ang mga kinakailangan ng system at mapabuti ang pangkalahatang pagganap ng system. Ang isang klasikong halimbawa ay telebisyon, kung saan ang pagtanggap ng broadcast ay maaaring mapabuti sa pamamagitan ng paggamit ng mga antenna na may mataas na pagganap. Ang mga antena ay para sa mga sistema ng komunikasyon kung ano ang mata sa mga tao.
2. Pag-uuri ng Antenna
1. Wire Antenna
Ang mga wire antenna ay isa sa mga pinakakaraniwang uri ng antenna dahil matatagpuan ang mga ito sa halos lahat ng dako - mga kotse, gusali, barko, eroplano, spacecraft, atbp. Mayroong iba't ibang mga hugis ng wire antenna, tulad ng tuwid na linya (dipole), loop, spiral, tulad ng ipinapakita sa Figure 3. Ang mga loop antenna ay hindi lamang kailangang pabilog. Maaari silang maging hugis-parihaba, parisukat, hugis-itlog o anumang iba pang hugis. Ang circular antenna ay ang pinakakaraniwan dahil sa simpleng istraktura nito.
Larawan 3
2. Aperture Antenna
Ang mga aperture antenna ay gumaganap ng mas malaking papel dahil sa pagtaas ng demand para sa mas kumplikadong mga anyo ng mga antenna at ang paggamit ng mas matataas na frequency. Ang ilang mga anyo ng aperture antennas (pyramidal, conical at rectangular horn antennas) ay ipinapakita sa Figure 4. Ang ganitong uri ng antenna ay lubhang kapaki-pakinabang para sa mga application ng sasakyang panghimpapawid at spacecraft dahil ang mga ito ay maginhawang mai-mount sa panlabas na shell ng sasakyang panghimpapawid o spacecraft. Bilang karagdagan, maaari silang sakop ng isang layer ng dielectric na materyal upang maprotektahan ang mga ito mula sa malupit na kapaligiran.
Larawan 4
3. Microstrip antenna
Ang mga microstrip antenna ay naging napakapopular noong 1970s, pangunahin para sa mga satellite application. Ang antenna ay binubuo ng isang dielectric substrate at isang metal patch. Ang metal patch ay maaaring magkaroon ng maraming iba't ibang mga hugis, at ang rectangular patch antenna na ipinapakita sa Figure 5 ay ang pinakakaraniwan. Ang mga microstrip antenna ay may mababang profile, ay angkop para sa planar at non-planar na mga ibabaw, ay simple at mura sa paggawa, may mataas na tibay kapag naka-mount sa mga matibay na ibabaw, at tugma sa mga disenyo ng MMIC. Maaaring i-mount ang mga ito sa ibabaw ng sasakyang panghimpapawid, spacecraft, satellite, missiles, kotse, at kahit na mga mobile device at maaaring idisenyo nang tugma.
Larawan 5
4. Array Antenna
Ang mga katangian ng radiation na kinakailangan ng maraming mga aplikasyon ay maaaring hindi makamit ng isang elemento ng antenna. Ang mga arrays ng antena ay maaaring gumawa ng radiation mula sa mga elementong na-synthesize upang makagawa ng maximum na radiation sa isa o higit pang partikular na direksyon, isang tipikal na halimbawa ang ipinapakita sa Figure 6.
Larawan 6
5. Reflector Antenna
Ang tagumpay ng paggalugad sa kalawakan ay humantong din sa mabilis na pag-unlad ng teorya ng antenna. Dahil sa pangangailangan para sa ultra-long-distance na komunikasyon, ang mga napakataas na nakuhang antenna ay dapat gamitin upang magpadala at tumanggap ng mga signal na milyun-milyong milya ang layo. Sa application na ito, ang isang karaniwang form ng antenna ay ang parabolic antenna na ipinapakita sa Figure 7. Ang ganitong uri ng antenna ay may diameter na 305 metro o higit pa, at ang gayong malaking sukat ay kinakailangan upang makamit ang mataas na pakinabang na kinakailangan upang magpadala o tumanggap ng mga signal ng milyun-milyong milya ang layo. Ang isa pang anyo ng reflector ay isang corner reflector, tulad ng ipinapakita sa Figure 7 (c).
Larawan 7
6. Mga Lens Antenna
Pangunahing ginagamit ang mga lente upang i-collimate ang nakakalat na enerhiya ng insidente upang maiwasan itong kumalat sa mga hindi gustong direksyon ng radiation. Sa pamamagitan ng naaangkop na pagbabago ng geometry ng lens at pagpili ng tamang materyal, maaari nilang i-convert ang iba't ibang anyo ng divergent na enerhiya sa mga eroplanong alon. Magagamit ang mga ito sa karamihan ng mga application tulad ng parabolic reflector antenna, lalo na sa mas matataas na frequency, at nagiging napakalaki ang laki at bigat ng mga ito sa mas mababang frequency. Ang mga antenna ng lens ay inuri ayon sa kanilang mga materyales sa pagtatayo o mga geometric na hugis, ang ilan sa mga ito ay ipinapakita sa Figure 8.
Larawan 8
Upang matuto nang higit pa tungkol sa mga antenna, pakibisita ang:
Oras ng post: Hul-19-2024
