1. ანტენების შესავალი
ანტენა არის გარდამავალი სტრუქტურა თავისუფალ სივრცესა და გადამცემ ხაზს შორის, როგორც ეს ნაჩვენებია ნახაზ 1-ში. გადამცემი ხაზი შეიძლება იყოს კოაქსიალური ხაზის ან ღრუ მილის (ტალღგამტარი) სახით, რომელიც გამოიყენება ელექტრომაგნიტური ენერგიის წყაროდან ანტენაზე ან ანტენიდან მიმღებზე გადასაცემად. პირველი არის გადამცემი ანტენა, ხოლო მეორე - მიმღები ანტენა.
სურათი 1 ელექტრომაგნიტური ენერგიის გადაცემის გზა (წყარო-გადამცემი ხაზი-ანტენა-თავისუფალი სივრცე)
ანტენის სისტემის გადაცემა ნახაზი 1-ზე მოცემული გადაცემის რეჟიმში წარმოდგენილია თევენინის ეკვივალენტით, როგორც ეს ნაჩვენებია ნახაზი 2-ზე, სადაც წყარო წარმოდგენილია იდეალური სიგნალის გენერატორით, გადამცემი ხაზი წარმოდგენილია დამახასიათებელი წინაღობის მქონე Zc ხაზით, ხოლო ანტენა წარმოდგენილია დატვირთვით ZA [ZA = (RL + Rr) + jXA]. დატვირთვის წინააღმდეგობა RL წარმოადგენს ანტენის სტრუქტურასთან დაკავშირებულ გამტარ და დიელექტრიკულ დანაკარგებს, ხოლო Rr წარმოადგენს ანტენის გამოსხივების წინააღმდეგობას, ხოლო რეაქტანცია XA გამოიყენება ანტენის გამოსხივებასთან დაკავშირებული წინაღობის წარმოსახვითი ნაწილის წარმოსადგენად. იდეალურ პირობებში, სიგნალის წყაროს მიერ გენერირებული მთელი ენერგია უნდა გადაეცეს გამოსხივების წინააღმდეგობას Rr, რომელიც გამოიყენება ანტენის გამოსხივების უნარის წარმოსადგენად. თუმცა, პრაქტიკულ გამოყენებაში არსებობს გამტარ-დიელექტრიკული დანაკარგები, რომლებიც გამოწვეულია გადამცემი ხაზისა და ანტენის მახასიათებლებით, ასევე დანაკარგები, რომლებიც გამოწვეულია გადამცემ ხაზსა და ანტენას შორის არეკვლით (შეუსაბამობით). წყაროს შიდა წინაღობის გათვალისწინებით და გადამცემი ხაზისა და არეკვლის (შეუსაბამობის) დანაკარგების იგნორირებით, ანტენას მიეწოდება მაქსიმალური სიმძლავრე შეუღლებული შესაბამისობის პირობებში.
სურათი 2
გადამცემ ხაზსა და ანტენას შორის შეუსაბამობის გამო, ინტერფეისიდან არეკლილი ტალღა ზედდება წყაროდან ანტენაზე მიმავალ დაცემული ტალღის ფორმირებას, რაც წარმოადგენს ენერგიის კონცენტრაციას და შენახვას და წარმოადგენს ტიპურ რეზონანსულ მოწყობილობას. ტიპიური მდგომი ტალღის ნიმუში ნაჩვენებია ნახაზ 2-ზე წერტილოვანი ხაზით. თუ ანტენის სისტემა სათანადოდ არ არის დაპროექტებული, გადამცემ ხაზს შეუძლია დიდწილად იმოქმედოს როგორც ენერგიის შენახვის ელემენტი, ტალღის გამტარი და ენერგიის გადაცემის მოწყობილობის ნაცვლად.
გადამცემი ხაზის, ანტენის და მდგომი ტალღების მიერ გამოწვეული დანაკარგები არასასურველია. ხაზის დანაკარგების მინიმიზაცია შესაძლებელია დაბალი დანაკარგების მქონე გადამცემი ხაზების შერჩევით, ხოლო ანტენის დანაკარგების შემცირება შესაძლებელია ნახაზ 2-ზე RL-ით წარმოდგენილი დანაკარგის წინაღობის შემცირებით. მდგომი ტალღების შემცირება და ხაზში ენერგიის დაგროვების მინიმიზაცია შესაძლებელია ანტენის (დატვირთვის) წინაღობის ხაზის დამახასიათებელ წინაღობასთან შესაბამისობაში მოყვანით.
უკაბელო სისტემებში, ენერგიის მიღების ან გადაცემის გარდა, ანტენები, როგორც წესი, საჭიროა გამოსხივებული ენერგიის გარკვეული მიმართულებით გასაძლიერებლად და სხვა მიმართულებით გამოსხივებული ენერგიის ჩასახშობად. ამიტომ, დეტექციის მოწყობილობების გარდა, ანტენები ასევე უნდა იქნას გამოყენებული როგორც მიმართულების მოწყობილობები. ანტენები შეიძლება იყოს სხვადასხვა ფორმის კონკრეტული საჭიროებების დასაკმაყოფილებლად. ეს შეიძლება იყოს მავთული, აპერტურა, პატჩი, ელემენტის შეკრება (მასივი), რეფლექტორი, ლინზა და ა.შ.
უსადენო საკომუნიკაციო სისტემებში ანტენები ერთ-ერთი ყველაზე კრიტიკული კომპონენტია. ანტენის კარგ დიზაინს შეუძლია შეამციროს სისტემის მოთხოვნები და გააუმჯობესოს სისტემის საერთო მუშაობა. კლასიკური მაგალითია ტელევიზია, სადაც მაუწყებლობის მიღება შეიძლება გაუმჯობესდეს მაღალი ხარისხის ანტენების გამოყენებით. ანტენები საკომუნიკაციო სისტემებისთვის იგივეა, რაც თვალები ადამიანებისთვის.
2. ანტენის კლასიფიკაცია
1. სადენიანი ანტენა
მავთულის ანტენები ანტენების ერთ-ერთი ყველაზე გავრცელებული სახეობაა, რადგან ისინი თითქმის ყველგან გვხვდება - მანქანებში, შენობებში, გემებში, თვითმფრინავებში, კოსმოსურ ხომალდებში და ა.შ. მავთულის ანტენების სხვადასხვა ფორმა არსებობს, როგორიცაა სწორი ხაზი (დიპოლი), მარყუჟისებრი, სპირალური, როგორც ეს ნაჩვენებია ნახაზ 3-ში. მარყუჟისებრი ანტენები არა მხოლოდ წრიული უნდა იყოს. ისინი შეიძლება იყოს მართკუთხა, კვადრატული, ოვალური ან ნებისმიერი სხვა ფორმის. წრიული ანტენა ყველაზე გავრცელებულია მისი მარტივი სტრუქტურის გამო.
სურათი 3
2. დიაფრაგმის ანტენები
აპერტურული ანტენები სულ უფრო მეტ როლს თამაშობენ ანტენების უფრო რთული ფორმების მზარდი მოთხოვნისა და უფრო მაღალი სიხშირეების გამოყენების გამო. აპერტურული ანტენების ზოგიერთი ფორმა (პირამიდული, კონუსური და მართკუთხა რქისებრი ანტენები) ნაჩვენებია ნახაზ 4-ში. ამ ტიპის ანტენა ძალიან სასარგებლოა თვითმფრინავებისა და კოსმოსური ხომალდების გამოყენებისთვის, რადგან მათი ძალიან მოხერხებულად დამონტაჟება შესაძლებელია თვითმფრინავის ან კოსმოსური ხომალდის გარე გარსზე. გარდა ამისა, მათი დაფარვა შესაძლებელია დიელექტრიკული მასალის ფენით, რათა დაიცვან ისინი მკაცრი გარემო პირობებისგან.
სურათი 4
3. მიკროზოლიანი ანტენა
მიკროზოლიანი ანტენები ძალიან პოპულარული გახდა 1970-იან წლებში, ძირითადად თანამგზავრული აპლიკაციებისთვის. ანტენა შედგება დიელექტრიკული სუბსტრატისა და ლითონის პლასტირისგან. ლითონის პლასტირს შეიძლება ჰქონდეს მრავალი განსხვავებული ფორმა და ნახაზ 5-ზე ნაჩვენები მართკუთხა პლასტირის ანტენა ყველაზე გავრცელებულია. მიკროზოლიან ანტენებს აქვთ დაბალი პროფილი, შესაფერისია ბრტყელი და არაბრტყელი ზედაპირებისთვის, მარტივი და იაფია დასამზადებლად, აქვთ მაღალი სიმტკიცე მყარ ზედაპირებზე დამონტაჟებისას და თავსებადია MMIC დიზაინებთან. მათი დამონტაჟება შესაძლებელია თვითმფრინავების, კოსმოსური ხომალდების, თანამგზავრების, რაკეტების, მანქანების და მობილური მოწყობილობების ზედაპირზეც კი და მათი კონფორმული დიზაინი შესაძლებელია.
სურათი 5
4. მასივის ანტენა
შესაძლოა, მრავალი აპლიკაციისთვის საჭირო გამოსხივების მახასიათებლები ერთი ანტენის ელემენტით ვერ იქნას მიღწეული. ანტენის მასივებს შეუძლიათ სინთეზირებული ელემენტებიდან გამოსხივების წარმოქმნა მაქსიმალური გამოსხივების ერთი ან მეტი კონკრეტული მიმართულებით, ტიპიური მაგალითი ნაჩვენებია ნახაზ 6-ში.
სურათი 6
5. რეფლექტორული ანტენა
კოსმოსური კვლევის წარმატებამ ასევე განაპირობა ანტენის თეორიის სწრაფი განვითარება. ულტრაშორ მანძილზე კომუნიკაციის საჭიროების გამო, მილიონობით მილის მანძილზე სიგნალების გადასაცემად და მისაღებად უნდა იქნას გამოყენებული უკიდურესად მაღალი გამაძლიერებელი ანტენები. ამ შემთხვევაში, ანტენის გავრცელებული ფორმაა ნახაზ 7-ზე ნაჩვენები პარაბოლური ანტენა. ამ ტიპის ანტენას აქვს 305 მეტრის ან მეტი დიამეტრი და ასეთი დიდი ზომა აუცილებელია მილიონობით მილის მანძილზე სიგნალების გადასაცემად ან მისაღებად საჭირო მაღალი გამაძლიერებლის მისაღწევად. რეფლექტორის კიდევ ერთი ფორმაა კუთხის რეფლექტორი, როგორც ეს ნაჩვენებია ნახაზ 7 (გ)-ზე.
სურათი 7
6. ლინზების ანტენები
ლინზები ძირითადად გამოიყენება ინციდენტური გაფანტული ენერგიის კოლიმაციისთვის, რათა თავიდან იქნას აცილებული მისი არასასურველი გამოსხივების მიმართულებით გავრცელება. ლინზის გეომეტრიის სათანადო შეცვლით და სწორი მასალის არჩევით, მათ შეუძლიათ დივერგენტული ენერგიის სხვადასხვა ფორმის სიბრტყოვან ტალღებად გარდაქმნა. მათი გამოყენება შესაძლებელია უმეტეს დანიშნულებაში, როგორიცაა პარაბოლური რეფლექტორული ანტენები, განსაკუთრებით მაღალ სიხშირეებზე, ხოლო მათი ზომა და წონა ძალიან დიდი ხდება დაბალ სიხშირეებზე. ლინზების ანტენები კლასიფიცირდება მათი კონსტრუქციის მასალების ან გეომეტრიული ფორმების მიხედვით, რომელთაგან ზოგიერთი ნაჩვენებია ნახაზ 8-ში.
სურათი 8
ანტენების შესახებ დამატებითი ინფორმაციის მისაღებად, გთხოვთ, ეწვიოთ:
გამოქვეყნების დრო: 2024 წლის 19 ივლისი
