Az antenna egy fém átviteli eszköz, amely rádióelektromágneses hullámokat ad és fogad az elektromos áramkör és a tér között. Ezek az eszközök különböző méretben és formában kaphatók, ahol a kis antennák a tetőn találhatók tévénézéshez, a nagy antennák pedig a műholdaktól több millió mérföldre lévő jelek rögzítésére szolgálnak. Vannak különböző típusú antennák Olyan esetekben érhető el, ahol minden antennát elsősorban jelek továbbítására és vételére terveztek bizonyos frekvenciatartományban, alakja és mérete alapján, például huzal, dipólus, hurok, rövid dipólus, apertúra, monopólus, lencse, nyílás, kürt stb. az antenna egyik típusának áttekintése, nevezetesen - objektív antenna , és alkalmazásokkal működik.
Mi az a lencseantenna?
A főként magasabb frekvenciájú alkalmazásokhoz használt háromdimenziós elektromágneses eszközt lencseantennának nevezik. Ez az antenna betáplált elektromágneses lencsét tartalmaz, és hasonló az optikai területen használt üveglencséhez. Ez az antenna ívelt felületet használ mind az adáshoz, mind a vételhez. Ezek az antennák üvegből készülnek, ahol a lencse konvergáló és széttartó tulajdonságait követik. Az objektív antenna frekvenciatartománya 1000 MHz és 3000 MHz között van.
A lencseantenna funkciója célja egy sík hullámfront létrehozása gömb alakú, vezérlő apertúra megvilágításból, elektromágneses sugarak kollimálása, fókuszában a bejövő hullám frontját képezi és iránykarakterisztikát állít elő.
Lencseantenna tervezés
Az objektívantennát elsősorban a mikrohullámú frekvenciatartományon belüli jelek továbbítására és vételére tervezték. Ha figyelembe vesszük, hogy egy konvergáló típusú optikai lencse adott helyen van jelen, és energiaforrás van jelen abban a fókuszpontban, amely az energiát az optikai lencse tengelye mentén gyújtótávolságra állítja elő átviteli módban.
Mindannyiunknak tisztában kell lennie azzal, hogy optikai szempontból, amikor a fény a lencse külső felületére esik, akkor az a fénytörés miatt elcsavarodik. Itt a fényenergia elcsavarásának módja elsősorban attól függ, hogy milyen anyagból és görbületből készült a lencse.
Ennek eredményeként, amikor a betápláló antenna, például egy dipólus vagy kürtantenna a lencse bal oldalán található fókuszpontban van, a forrásból kilépő, természettől eltérő gömbhullámfront beeshet az antenna felületére.
Tehát, ha a sugarak átfolynak rajta a beesés után, az elhajló sugarak a törés miatt kollimálnak és lapos hullámfrontokká változnak. Így a párhuzamos sugarakat az optikai lencse jobb oldalán érjük el. Így az antenna jelét egy betápláló elemmel továbbítják. Hasonlóképpen, ha ez az antenna dielektromos anyagból készül, akkor az RF elektromágneses jeleket ugyanúgy kollimálják és továbbítják.
Most vegye figyelembe a következő antennát vételi módban. Ebben az üzemmódban a párhuzamos sugarak a lencse konvergáló felületére esnek, a lencse bal oldalán lévő fókuszpontban a fénytörési mechanizmus miatt konvergálnak. Tehát ez a folyamat akkor kerül felhasználásra, ha már vételi módban használatos.
Itt meg kell jegyezni, hogy a jobb fókuszálási tulajdonságok eléréséhez rádiófrekvencián a közegnek egységnyi alatti törésmutatóval kell rendelkeznie. Tehát ez egyenes hullámfrontokhoz vezet, még akkor is, ha az anyag törésmutatója alacsony/magas.
Az objektív antenna működik
Az objektív antennája ugyanúgy működik, mint az optikai objektívé. A lencse anyagában a mikrohullámú jelek fázissebessége eltérő, mint a levegőben, így a változó lencsevastagság egyszerűen késlelteti a különböző mértékben átmenő mikrohullámú jeleket, a hullámok irányát és a hullámfront alakjának megváltoztatását.
Ez az antenna a lencse konvergenciájának és divergenciájának tulajdonságait használja a jelek továbbítására és vételére. Az ilyen típusú antennák közé tartozik a dipólus/kürt antenna az objektívvel együtt. Itt a lencse mérete elsősorban a működési frekvenciától függ, így ha nagyobb a működési frekvencia, akkor az objektív kisebb méretű. Tehát magas frekvenciákon ezeket az antennákat használják, mert alacsonyabb frekvenciákon kissé terjedelmesek lehetnek.
Az a parabolikus reflekto r, láttuk, hogy a reflektor fókuszában lévő betápláló elemből kibocsátott energia eléri a felületét, majd a gömbszerűen kisugárzott mikrohullámokat síkhullámokká változtatja. Tehát javítja az irányíthatóságot.
Ugyanígy a lencseantenna esetében a pontforrás úgy működik, mint az előtolás, amely mikrohullámú energiát állít elő az optikai lencse felületére. Tehát ez az optikai felület arra készteti a kisugárzott gömbhullámfrontokat, hogy kollimálttá változzanak.
Itt figyelemre méltó, hogy a kollimáló lencse olyan dielektromos anyagból készül, amely rendelkezik a véges dielektromos állandó értékkel. Ezek azonban olyan anyagokból is elkészíthetők, amelyek RF-nél kisebb törésmutatót mutatnak.
Az objektív antenna típusai
Kétféle objektívantenna-késleltetésű objektívantenna és gyorslencse-antenna létezik, amelyeket alább tárgyalunk.
Késleltetett objektív antenna
A késleltetett lencse vagy lassúhullámú lencseantenna olyan antennaként definiálható, amely az objektív közegének köszönhetően késlelteti a haladó hullámfrontokat. Néha az ilyen típusú antennákat dielektromos lencséknek is nevezik. Az antenna dielektromos lencse hatásának ábrázolása az alábbiakban látható.
Ennél az antennatípusnál a rádióhullámok nagyon lassan mozognak a lencse közegében, mint a szabad térben, a törésmutató nagyobb, mint egy. Így az út hosszát növeli a lencse közegen való áthaladás.
Ez ugyanaz, mint a hagyományos optikai lencse fényre gyakorolt hatása. Mivel a lencse szilárd részei megnövelik az út hosszát, a konvergáló lencse, mint a domború lencse, fókuszálja a rádióhullámokat, míg a széttartó lencse, mint a homorú lencse, szétszórja a rádióhullámokat, mint a hagyományos lencséknél. Ezek a lencsék dielektromos anyagokból és H-síkú lemezszerkezetekből készülnek.
A késleltetett lencseantennát két típusra osztják az építéshez használt dielektromos anyag típusa alapján: fém dielektromos lencse és nem fém dielektromos lencse.
Gyors objektív antenna
A gyorslencsés vagy gyorshullámú lencseantennában a rádióhullámok nagyon gyorsabban mozognak az objektív közegében, mint a szabad térben, így a törésmutatója egy alatt van, így az optikai út hossza csökken az objektív közegen való áthaladással. . Néha ezt az antennát E-síkú fémlemez antennának is nevezik.
Az ilyen típusú antennáknak nincs analógja a közönséges optikai anyagokon belül, ezért a rádióhullámok hullámvezetőiben a fénysebességnél nagyobb fázissebessége miatt jön létre. Mivel a lencse szilárd részei csökkentik az út hosszát, a konvergáló lencse, mint a homorú lencse, fókuszálja a rádióhullámokat, és a széttartó lencse, mint egy konvex lencse, ellentétes a hagyományos optikai lencsékkel. Ezek a lencsék E-síklemez szerkezetekből és negatív indexű metaanyagokból készülnek.
Előnyök és hátrányok
A Az objektívantenna előnyei a következőket tartalmazzák.
- Keskeny nyalábszélességgel, alacsony zajhőmérsékletű, nagy nyereséggel és alacsony oldallebenyekkel rendelkezik.
- Ezeknek az antennáknak a szerkezete kompaktabb.
- Ezek kisebb súlyúak a parabola reflektorokhoz és kürtantennákhoz képest.
- Jobb tervezési toleranciával rendelkezik.
- Az antenna előtolási és előtolási támogatása nem akadályozza a rekesznyílást.
- A gerenda a tengelyhez képest szögben mozgatható.
- Nagyobb rugalmasságot biztosít a tervezési tűréshatáron belül, így az antennán belüli csavarás is elérhető.
- Rendkívül magas frekvenciájú alkalmazásokhoz használják.
A az objektívantennák hátrányai a következőket tartalmazzák.
- A lencsék különösen alacsony frekvenciákon terjedelmesek.
- Bonyolultság a tervezésen belül.
- Ezek drágák ugyanazon specifikációk miatt, mint a reflektorok.
Alkalmazások
A lencseantennák alkalmazásai a következőket tartalmazzák.
- Ezek 3 GHz feletti frekvenciára alkalmasak.
- A szélessávú antennához hasonlóan használják.
- Ezeket főként mikrohullámú frekvenciás alkalmazásokhoz használják.
- Ennek az antennának a konvergáló tulajdonságait parabolikus reflektorantennáknak nevezett antennák széles skálájának kifejlesztésére lehet használni, ezért ezeket széles körben használják a műholdas kommunikációban.
- Ezeket kollimáló elemekként használják nagy nyereségű mikrohullámú rendszerekben, például rádióteleszkópokban, milliméteres hullámokban radar és műholdas antennák.
Ez tehát az az objektívantennák áttekintése – alkalmazásokkal való munka. Ezek az antennák főként azért érkeztek, hogy megoldást nyújtsanak a helyszíntulajdonosoknak és -üzemeltetőknek azáltal, hogy jobb, könnyebben telepíthető és olcsóbb mobilkapcsolatot biztosítanak. Itt egy kérdés, hogy mi az a kürtantenna?
