1. Utangulizi wa Antena
Antena ni muundo wa mpito kati ya nafasi huru na laini ya upitishaji, kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro 1. Laini ya upitishaji inaweza kuwa katika umbo la laini ya koaksial au bomba lenye mashimo (mwongozo wa wimbi), ambalo hutumika kusambaza nishati ya sumakuumeme kutoka chanzo hadi antena, au kutoka antena hadi kwa mpokeaji. Ya kwanza ni antena inayopitisha, na ya mwisho ni mpokeaji.antena.
Mchoro 1 Njia ya upitishaji wa nishati ya sumakuumeme
Usambazaji wa mfumo wa antena katika hali ya upitishaji wa Mchoro 1 unawakilishwa na sawa na Thevenin kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro 2, ambapo chanzo kinawakilishwa na jenereta bora ya mawimbi, laini ya upitishaji inawakilishwa na laini yenye uzuiaji wa sifa Zc, na antena inawakilishwa na mzigo ZA [ZA = (RL + Rr) + jXA]. Upinzani wa mzigo RL inawakilisha upotevu wa upitishaji na dielectric unaohusishwa na muundo wa antena, huku Rr ikiwakilisha upinzani wa mionzi wa antena, na mmenyuko XA unatumika kuwakilisha sehemu ya kufikirika ya uzuiaji unaohusishwa na mionzi ya antena. Katika hali bora, nishati yote inayozalishwa na chanzo cha mawimbi inapaswa kuhamishiwa kwenye upinzani wa mionzi Rr, ambayo hutumika kuwakilisha uwezo wa mionzi wa antena. Hata hivyo, katika matumizi ya vitendo, kuna hasara za kondakta-dielectric kutokana na sifa za laini ya upitishaji na antena, pamoja na hasara zinazosababishwa na uakisi (kutolingana) kati ya laini ya upitishaji na antena. Kwa kuzingatia kizuizi cha ndani cha chanzo na kupuuza upotevu wa laini ya upitishaji na tafakari (kutolingana), nguvu ya juu zaidi hutolewa kwa antena chini ya ulinganisho wa conjugate.
Mchoro 2
Kwa sababu ya kutolingana kati ya laini ya upitishaji na antena, wimbi linaloakisiwa kutoka kwa kiolesura huwekwa juu ya wimbi la tukio kutoka chanzo hadi antena ili kuunda wimbi linalosimama, ambalo linawakilisha mkusanyiko wa nishati na uhifadhi na ni kifaa cha kawaida cha mwangwi. Muundo wa kawaida wa wimbi linalosimama unaonyeshwa na laini yenye nukta katika Mchoro 2. Ikiwa mfumo wa antena haujaundwa vizuri, laini ya upitishaji inaweza kutumika kwa kiasi kikubwa kama kipengele cha kuhifadhi nishati badala ya kifaa cha mwongozo wa wimbi na upitishaji wa nishati.
Hasara zinazosababishwa na laini ya upitishaji, antena na mawimbi yanayosimama hazifai. Hasara za laini zinaweza kupunguzwa kwa kuchagua laini za upitishaji zenye hasara ndogo, huku hasara za antena zikipunguzwa kwa kupunguza upinzani wa hasara unaowakilishwa na RL katika Mchoro 2. Mawimbi yanayosimama yanaweza kupunguzwa na hifadhi ya nishati kwenye laini inaweza kupunguzwa kwa kulinganisha uzuiaji wa antena (mzigo) na uzuiaji wa sifa wa laini.
Katika mifumo isiyotumia waya, pamoja na kupokea au kusambaza nishati, antena kwa kawaida huhitajika ili kuongeza nishati inayotolewa katika pande fulani na kukandamiza nishati inayotolewa katika pande zingine. Kwa hivyo, pamoja na vifaa vya kugundua, antena lazima pia zitumike kama vifaa vya mwelekeo. Antena zinaweza kuwa katika aina mbalimbali ili kukidhi mahitaji maalum. Inaweza kuwa waya, uwazi, kiraka, mkusanyiko wa elementi (safu), kiakisi, lenzi, n.k.
Katika mifumo ya mawasiliano isiyotumia waya, antena ni mojawapo ya vipengele muhimu zaidi. Muundo mzuri wa antena unaweza kupunguza mahitaji ya mfumo na kuboresha utendaji wa mfumo kwa ujumla. Mfano mzuri ni televisheni, ambapo mapokezi ya matangazo yanaweza kuboreshwa kwa kutumia antena zenye utendaji wa hali ya juu. Antena ni mifumo ya mawasiliano ambayo macho ni kwa wanadamu.
2. Uainishaji wa Antena
Antena ya pembe ni antena ya planar, antena ya maikrowevu yenye sehemu ya mviringo au mstatili ambayo hufunguka polepole mwishoni mwa mwongozo wa wimbi. Ni aina ya antena ya maikrowevu inayotumika sana. Sehemu yake ya mionzi huamuliwa na ukubwa wa uwazi wa pembe na aina ya uenezaji. Miongoni mwao, ushawishi wa ukuta wa pembe kwenye mionzi unaweza kuhesabiwa kwa kutumia kanuni ya mtawanyiko wa kijiometri. Ikiwa urefu wa pembe hautabadilika, ukubwa wa uwazi na tofauti ya awamu ya quadratic itaongezeka kadri pembe ya ufunguzi wa pembe inavyoongezeka, lakini ongezeko halitabadilika kadri ukubwa wa uwazi unavyoongezeka. Ikiwa bendi ya masafa ya pembe inahitaji kupanuliwa, ni muhimu kupunguza uakisi kwenye shingo na uwazi wa pembe; uakisi utapungua kadri ukubwa wa uwazi unavyoongezeka. Muundo wa antena ya pembe ni rahisi kiasi, na muundo wa mionzi pia ni rahisi kiasi na rahisi kudhibiti. Kwa ujumla hutumika kama antena ya mwelekeo wa kati. Antena za pembe za uakisi za paraboliki zenye kipimo data pana, tundu za pembe za chini na ufanisi mkubwa mara nyingi hutumiwa katika mawasiliano ya upokezi wa maikrowevu.
2. Antena ya mikrostrip
Muundo wa antena ya microstrip kwa ujumla huundwa na substrate ya dielectric, radiator na ndege ya ardhini. Unene wa substrate ya dielectric ni mdogo sana kuliko urefu wa wimbi. Safu nyembamba ya chuma chini ya substrate imeunganishwa na ndege ya ardhini, na safu nyembamba ya chuma yenye umbo maalum hutengenezwa mbele kupitia mchakato wa photolithography kama radiator. Umbo la radiator linaweza kubadilishwa kwa njia nyingi kulingana na mahitaji.
Kuongezeka kwa teknolojia ya ujumuishaji wa microwave na michakato mipya ya utengenezaji kumekuza ukuzaji wa antena za microstrip. Ikilinganishwa na antena za kitamaduni, antena za microstrip si ndogo tu kwa ukubwa, nyepesi kwa uzito, za wasifu mdogo, rahisi kuendana, lakini pia ni rahisi kuunganisha, za gharama ndogo, zinafaa kwa uzalishaji wa wingi, na pia zina faida za sifa mbalimbali za umeme.
3. Antena ya nafasi ya mwongozo wa mawimbi
Antena ya nafasi ya mwongozo wa wimbi ni antena inayotumia nafasi katika muundo wa mwongozo wa wimbi ili kupata mionzi. Kwa kawaida huwa na sahani mbili za chuma zinazofanana zinazounda mwongozo wa wimbi zenye pengo jembamba kati ya sahani hizo mbili. Wakati mawimbi ya sumakuumeme yanapopita kwenye pengo la mwongozo wa wimbi, jambo la mwangwi litatokea, na hivyo kutoa uwanja wenye nguvu wa sumakuumeme karibu na pengo ili kupata mionzi. Kutokana na muundo wake rahisi, antena ya nafasi ya mwongozo wa wimbi inaweza kufikia mionzi ya broadband na ufanisi mkubwa, kwa hivyo hutumika sana katika rada, mawasiliano, vitambuzi visivyotumia waya na sehemu zingine katika bendi za mawimbi ya microwave na milimita. Faida zake ni pamoja na ufanisi mkubwa wa mionzi, sifa za broadband na uwezo mzuri wa kuzuia kuingiliwa, kwa hivyo inapendelewa na wahandisi na watafiti.
Antena ya Biconical ni antena ya broadband yenye muundo wa biconical, ambayo ina sifa ya mwitikio wa masafa mapana na ufanisi mkubwa wa mionzi. Sehemu mbili za koni za antena ya biconical zina ulinganifu. Kupitia muundo huu, mionzi yenye ufanisi katika bendi ya masafa mapana inaweza kupatikana. Kwa kawaida hutumika katika nyanja kama vile uchambuzi wa wigo, kipimo cha mionzi na upimaji wa EMC (utangamano wa sumaku-umeme). Ina sifa nzuri za kulinganisha impedansi na mionzi na inafaa kwa hali za matumizi zinazohitaji kufunika masafa mengi.
Antena ya ond ni antena ya broadband yenye muundo wa ond, ambayo ina sifa ya mwitikio wa masafa mapana na ufanisi mkubwa wa mionzi. Antena ya ond hufikia utofauti wa upolarization na sifa za mionzi ya bendi pana kupitia muundo wa koili za ond, na inafaa kwa mifumo ya rada, mawasiliano ya setilaiti na mawasiliano yasiyotumia waya.
Ili kujifunza zaidi kuhusu antena, tafadhali tembelea:
Muda wa chapisho: Juni-14-2024

