რქისებრი ანტენა არის დიაფრაგმის მქონე ანტენა, რომელიც იყენებს გაშლილ ტალღგამტარს ელექტრომაგნიტური ენერგიის თავისუფალ სივრცეში გასაშვებად ან შემომავალი ენერგიის განსაზღვრული მიმართულებიდან შესაგროვებლად. მისი მარტივი სტრუქტურა, პროგნოზირებადი გამოსხივების ნიმუში, შედარებით მაღალი მიმართულება და სასარგებლო მიკროტალღური და მილიმეტრიანი ტალღის დიაპაზონებში მუშაობის უნარი მას ხშირად გამოყენებად აქცევს ანტენის გაზომვის, რადარის, თანამგზავრული კომუნიკაციების, ელექტრომაგნიტური თავსებადობის ტესტირების, რეფლექტორული კვების და კვლევითი სისტემებისთვის.
ეს სახელმძღვანელო განმარტავს, თუ როგორ მუშაობს რქოვანი ანტენები, რქოვანი ანტენების ძირითადი ტიპები, მნიშვნელოვანი შესრულების პარამეტრები, მათი უპირატესობები და შეზღუდვები და როგორ შევარჩიოთ შესაფერისი დიზაინი კონკრეტული RF აპლიკაციისთვის.
რა არის რქისებრი ანტენა?
რქისებრი ანტენა ტალღგამტარის ბოლოს თანდათანობითი გაფართოებით იქმნება. ტალღგამტარს აქვს მართვადი ელექტრომაგნიტური რეჟიმი, ხოლო გაშლილი მონაკვეთი უზრუნველყოფს გადასვლას უფრო პატარა ტალღგამტარის განივი კვეთიდან უფრო დიდ გამოსხივების აპერტურაზე. აპერტურაზე ელექტრომაგნიტური ველი თავისუფალ სივრცეში უერთდება და მიმართულებით სხივს ქმნის.
გაშლა შეიძლება იყოს მართკუთხა, პირამიდული, კონუსური, ღარიანი, გოფრირებული ან ლინზასთან ან პოლარიზაციის ქსელთან შერწყმული. თითოეული გეომეტრია ცვლის ანტენის სამუშაო გამტარობას, გაძლიერებას, სხივის სიგანეს, პოლარიზაციის ქცევას, ფაზის განაწილებას, გვერდითა წილების დონეს და მექანიკურ ზომას.
რქისებრი ანტენა პასიურია. ის არ ქმნის რადიოსიხშირულ სიმძლავრეს და არ აძლიერებს სიგნალს. მისი აშკარა გაძლიერება განპირობებულია გამოსხივებული ენერგიის იზოტროპულ გამოსხივებასთან შედარებით უფრო ვიწრო კუთხოვან რეგიონში კონცენტრირებით. იგივე მიმართულებითი ქცევა ასევე აუმჯობესებს მიღებას დანიშნულებისამებრ.
როგორ მუშაობს რქის ანტენა?
რქის ანტენის მუშაობის გაგება ოთხ ეტაპად შეიძლება:
- ენერგია შემოდის საკვების მეშვეობით.მართკუთხა ან წრიული ტალღგამტარი, კოაქსიალურიდან ტალღგამტარზე გადასვლა ან სხვა RF ინტერფეისი აღძრავს საჭირო გავრცელების რეჟიმს.
- ტალღის გამტარი თანდათან ფართოვდება.გაშლილი მონაკვეთი ზრდის განივი კვეთის ფართობს და ამცირებს მკვეთრ გადასვლას, რაც მოხდება ღია ბოლოების მქონე ტალღგამტარზე.
- ველი ვრცელდება დიაფრაგმის გასწვრივ.რქის გეომეტრია აკონტროლებს ამპლიტუდასა და ფაზის განაწილებას აპერტურაზე. აპერტურის ზომა და ველის ერთგვაროვნება ძლიერ გავლენას ახდენს გაძლიერებაზე, სხივის სიგანეზე, გვერდით წილებსა და ჯვარედინი პოლარიზაციაზე.
- დიაფრაგმა თავისუფალ სივრცეში გამოსხივდება.აპერტურაზე არსებული ველები ერთიანდებიან მიმართულებითი შორეული ველის ნიმუშის შესაქმნელად. უფრო დიდი ელექტრული აპერტურა, როგორც წესი, უფრო მაღალ მიმართულებას და უფრო ვიწრო სხივს იძლევა, იმ პირობით, რომ ფაზური შეცდომა და დანაკარგები კონტროლირებადი რჩება.
გაფართოება სრულად არ გამორიცხავს არეკვლის ან წინაღობის შეუსაბამობას. ამის ნაცვლად, სწორად შექმნილი გაფართოება უზრუნველყოფს უფრო თანდათანობით გადასვლას, რაც ხელს უწყობს მისაღები VSWR-ის და გამოსხივების ეფექტურობის მიღწევას დანიშნულ დიაპაზონში. საბოლოო შესრულება დამოკიდებულია მიწოდების რეჟიმზე, გაფართოებაზე, რქის სიგრძეზე, აპერტურის ზომებზე, წარმოების სიზუსტეზე და დიზაინში გამოყენებულ ნებისმიერ ქედებზე, გოფრირებაზე, ლინზებზე ან პოლარიზებულ სტრუქტურებზე.
Key Horn ანტენის მუშაობის პარამეტრები
ოპერაციული სიხშირის დიაპაზონი
გამოსაყენებელი სიხშირის დიაპაზონი თავსებადი უნდა იყოს მკვებავ ტალღგამტართან ან კონექტორთან და რქის გეომეტრიასთან. მუშაობა უნდა შემოწმდეს მთელ საჭირო დიაპაზონში და არა მხოლოდ ცენტრალურ სიხშირეზე. ტალღგამტარით კვებადი რქისთვის განსაკუთრებით მნიშვნელოვანია შერჩეული ტალღგამტარი დიაპაზონი და ფლანგი.
გაძლიერება და დიაფრაგმის ზომა
გაძლიერება აღწერს, თუ რამდენად ძლიერად კონცენტრირებს ანტენა ენერგიას კონკრეტული მიმართულებით, მათ შორის ანტენის ეფექტურობის ეფექტს. უფრო მაღალი გაძლიერება, როგორც წესი, უფრო დიდ ელექტრულ დიაფრაგმას მოითხოვს. დაბალ სიხშირეებზე იგივე გაძლიერება, როგორც წესი, ფიზიკურად უფრო დიდ სიგნალს მოითხოვს.
სხივის სიგანე და გამოსხივების ნიმუში
ნახევრად სიმძლავრის სხივის სიგანე მიუთითებს მთავარი სხივის კუთხურ სიგანეზე. უფრო მაღალი გამაძლიერებლის მქონე სიგნალის მქონე სიგნალის გამაძლიერებელს, როგორც წესი, უფრო ვიწრო სხივი აქვს. ინჟინრებმა ასევე უნდა განიხილონ გვერდითი წილების დონეები, წინა-უკანა ქცევა და E-სიბრტყის და H-სიბრტყის ნიმუშები, რადგან მსგავსი გამაძლიერებლის მქონე ორ სიგნალის გამაძლიერებელს შეიძლება ჰქონდეს განსხვავებული დაფარვის და გვერდითი წილების მახასიათებლები.
VSWR და დაბრუნების დაკარგვა
VSWR და დაბრუნების დანაკარგი მიუთითებს, თუ რამდენად კარგად არის ანტენის შემავალი სიგნალი თავსებადი რადიოსიხშირულ სისტემასთან. ცუდი თავსებადობა ზრდის არეკლილ სიმძლავრეს და შეიძლება შეამციროს ანტენისთვის მიწოდებული სიმძლავრე. მისაღები ზღვარი დამოკიდებულია გადამცემზე, მიმღებზე, კაბელის დანაკარგზე, კალიბრაციის მოთხოვნებსა და სისტემის ზღვარზე.
პოლარიზაცია და ჯვარედინი პოლარიზაცია
შესაბამისი კვებისა და პოლარიზაციის სტრუქტურის მქონე ანტენებს შეუძლიათ წრფივი, ორმაგი წრფივი, წრიული ან ორმაგი წრიული პოლარიზაციის მხარდაჭერა. საჭირო პოლარიზაცია უნდა შეესაბამებოდეს სისტემას. პოლარიზაციის სისუფთავის მნიშვნელობის გათვალისწინებით, უნდა შეფასდეს ჯვარედინი პოლარიზაცია, წრიული პოლარიზაციის ღერძული თანაფარდობა და ორმაგი პოლარიზებული დიზაინის პორტების იზოლაცია.
სიმძლავრის მართვა და RF ინტერფეისი
მაღალი სიმძლავრის მიკროტალღური სისტემებისთვის ხშირად ირჩევენ ტალღგამტარით კვებადი რქებს, თუმცა ფაქტობრივი სიმძლავრე დამოკიდებულია სრულ ასამბლეაზე, მათ შორის ტალღგამტარზე, გადასვლებზე, კონექტორებზე, წნევულობაზე, მასალასა და სამუშაო გარემოზე. ფლანგის ან კოაქსიალური კონექტორი მექანიკურად და ელექტრულად უნდა შეესაბამებოდეს რადიოსიხშირული ჯაჭვის დანარჩენ ნაწილს.
რქის ანტენების გავრცელებული ტიპები
პირამიდული რქის ანტენა
პირამიდული რქა მართკუთხა ტალღგამტარის როგორც E, ასევე H სიბრტყეში იჭიმება. ეს არის ერთ-ერთი ყველაზე ფართოდ გამოყენებული რქის გეომეტრია და ხშირია ანტენის გაზომვაში, სტანდარტული გაძლიერების საცნობარო აპლიკაციებში, რადარის სისტემებსა და რეფლექტორულ არხებში.
სექტორული რქის ანტენა
სექტორული რქა მხოლოდ ერთ სიბრტყეში იშლება. E-სიბრტყის სექტორული რქა E-სიბრტყეში ფართოვდება, ხოლო H-სიბრტყის სექტორული რქა H-სიბრტყეში ფართოვდება. ეს დიზაინები სასარგებლოა, როდესაც ორ მთავარ სიბრტყეში სხივის სხვადასხვა სიგანეა საჭირო ან როდესაც მექანიკური შეზღუდვები ერთსიბრტყეში იშლება.
კონუსური რქის ანტენა
კონუსური ფორმის რქა, როგორც წესი, იკვებება წრიული ტალღგამტარით და აქვს წრიული აპერტურა. მას შეუძლია უზრუნველყოს ბრუნვითი სიმეტრიული სხივის მოთხოვნები და შეიძლება კონფიგურირებული იყოს წრფივი ან წრიული პოლარიზაციისთვის, მიწოდებისა და აგზნების რეჟიმის მიხედვით.
გოფრირებული რქის ანტენა
გოფრირებული რგოლები გამოიყენება ზედაპირული დენების და აპერტურული ველების გასაკონტროლებლად. კარგად შემუშავებულ გოფრირებულ რქას შეუძლია უზრუნველყოს სიმეტრიული სხივი, დაბალი გვერდითი წილაკები და დაბალი ჯვარედინი პოლარიზაცია, რაც მას მიმზიდველს ხდის ზუსტი სიგნალების მიწოდებისთვის, თანამგზავრული საკომუნიკაციო სისტემებისთვის, რადიოასტრონომიისა და გაზომვის აპლიკაციებისთვის.
ორმხრივი და ფართოზოლოვანი რქოვანი ანტენა
ქედები ცვლის ტალღის გამტარის ველის განაწილებას და ამცირებს ეფექტურ გათიშვის სიხშირეს, რაც უზრუნველყოფს უფრო ფართო სამუშაო გამტარობას, ვიდრე ბევრი ჩვეულებრივი ერთრეჟიმიანი რქა. ორმხრივი ფართოზოლოვანი რქები ფართოდ გამოიყენება ელექტრომაგნიტური თავსებადობის ტესტირებაში, მეთვალყურეობაში, ფართოზოლოვან გაზომვებსა და ლაბორატორიულ სისტემებში. მათი გაძლიერება, დიაგრამა და VSWR მაინც უნდა გადაიხედოს მთელ დიაპაზონში, რადგან ფართოზოლოვანი მუშაობა სტანდარტულად ერთგვაროვანი არ არის.
ორმაგი პოლარიზებული და წრიულად პოლარიზებული რქის ანტენა
ორმაგად პოლარიზებული რქები იყენებენ ცალკეულ პორტებს ან ორთომოდის სტრუქტურას ორი ორთოგონალური პოლარიზაციის მხარდასაჭერად. წრიულად პოლარიზებული რქები მოიცავს პოლარიზატორს ან შესაბამის მოდალურ სტრუქტურას მარჯვენა ან მარცხენა წრიული პოლარიზაციის გენერირებისთვის. ძირითადი მახასიათებლებია პორტების იზოლაცია, ჯვარედინი პოლარიზაცია და ღერძული თანაფარდობა.
ლინზის რქის ანტენა
ლინზის რქა ფაზის ფრონტის ფორმირებისთვის ელექტრომაგნიტურ ლინზას რქის აპერტურის წინ ათავსებს. დიზაინიდან გამომდინარე, ლინზას შეუძლია გაზარდოს მიმართულება, შეამციროს სამიზნე აპერტურისთვის საჭირო ფიზიკური სიგრძე ან შექმნას ფოკუსირებული ველი მასალის გაზომვისა და ახლო ველის აპლიკაციებისთვის.
რქის ანტენების უპირატესობები და შეზღუდვები
უპირატესობები
- მიმართულებითი გამოსხივება პროგნოზირებადი E-სიბრტყის და H-სიბრტყის ნიმუშებით
- სასარგებლო მოგება მიკროტალღური და მილიმეტრიანი ტალღის სიხშირის დიაპაზონებთან შედარებით
- კარგი გამოსხივების ეფექტურობა, როდესაც გამტარისა და გარდამავალი დანაკარგები კონტროლდება
- საშუალოდან ფართომდე ოპერაციული გამტარობა, რქისა და კვების დიზაინის მიხედვით
- მაღალი სიმძლავრის შესაძლებლობა შესაბამის ტალღის გამტარით კვებაზე მყოფ კონფიგურაციებში
- მექანიკური სიმარტივე და განმეორებითი შესრულება
- ხელმისაწვდომობა ხაზოვან, ორმაგად პოლარიზებულ და წრიულად პოლარიზებულ კონფიგურაციებში
შეზღუდვები
- ფიზიკური ზომა იზრდება სიხშირის შემცირების ან საჭირო გაძლიერების ზრდასთან ერთად
- ძალიან მაღალი გაძლიერებისთვის შეიძლება საჭირო გახდეს დიდი დიაფრაგმა ან დამატებითი ლინზა ან რეფლექტორი
- დიაფრაგმის ფაზის შეცდომამ შეიძლება შეზღუდოს გაძლიერება და გავლენა მოახდინოს გვერდითი წილის მუშაობაზე
- ფართოზოლოვანი მოდელები შეიძლება აჩვენონ მნიშვნელოვანი ცვლილებები გაძლიერებისა და სხივის სიგანის მხრივ მთელ დიაპაზონში.
- ზუსტი პოლარიზაცია და დაბალი გვერდითი წილების მოთხოვნები ზრდის დიზაინისა და წარმოების სირთულეს.
რქის ანტენის გამოყენება
ანტენის გაზომვა და კალიბრაცია
დამახასიათებელი სტანდარტული გაძლიერების რქები ხშირად გამოიყენება როგორც საცნობარო ანტენები გაძლიერების, გამოსხივების ნიმუშის, პოლარიზაციისა და ანტენის დიაპაზონის გაზომვებში. მათი სტაბილური გეომეტრია და კარგად გააზრებული ქცევა სასარგებლოა განმეორებადი ლაბორატორიული და მეტროლოგიური სამუშაოებისთვის.
ელექტრომაგნიტური თავსებადობის (EMC) და ელექტრომაგნიტური იმპულსის (EMI) ტესტირება
ფართოზოლოვანი რქები გამოიყენება გამოსხივებული ემისიის გაზომვებისა და გამოსხივებული იმუნიტეტის შესამოწმებლად მიკროტალღური სიხშირის დიაპაზონებში. ტესტირების ინჟინრები ანტენას ირჩევენ საჭირო დიაპაზონის, ველის სიძლიერის, სიმძლავრის დონის, გაძლიერების ვარიაციისა და კალიბრაციის მონაცემების მიხედვით.
რადარი და დისტანციური ზონდირება
რქისებრი ანტენები შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც დამოუკიდებელი მიმართულების მქონე ანტენები ან როგორც რეფლექტორების მიმწოდებლები რადარებში, ვიზუალიზაციაში, დისტანციურ ზონდირებასა და მასალის დახასიათების სისტემებში. სხივის ფორმა, პოლარიზაციის სისუფთავე და გვერდითი წილების კონტროლი შეიძლება კრიტიკულად მნიშვნელოვანი იყოს ამ აპლიკაციებში.
სატელიტური და წერტილოვანი კომუნიკაცია
მიკროტალღურ და მილიმეტრულ არხებში რქისებრი ანტენები გამოიყენება როგორც მიმწოდებელი და მიმართულების ანტენები. სისტემის მიხედვით, ინჟინრებმა შეიძლება პრიორიტეტი მიანიჭონ გაძლიერებას, სხივის სიმეტრიას, წრიულ პოლარიზაციას, დაბალ ჯვარედინი პოლარიზაციას ან გარემოს დაცვას.
რეფლექტორისა და ლინზების მიმწოდებლები
სიგნალის სიგნალს შეუძლია პარაბოლური რეფლექტორის ან დიელექტრული ლინზის განათება. კვების ნიმუშის შერჩევა გავლენას ახდენს აპერტურის განათებაზე, გადაღვრაზე, ეფექტურობაზე, გვერდით წილებსა და კომბინირებული ანტენის სისტემის საერთო გამოსხივების ნიმუშზე.
როგორ ავირჩიოთ რქის ანტენა
დაიწყეთ სისტემის სრული მოთხოვნილებით და არა მხოლოდ გაძლიერების მიხედვით:
- განსაზღვრეთ ოპერაციული დიაპაზონი.დაადასტურეთ მინიმალური და მაქსიმალური სიხშირეები და დაადასტურეთ, საჭიროა თუ არა უწყვეტი თუ წერტილოვანი სიხშირის მუშაობა.
- დააყენეთ მოგებისა და დაფარვის სამიზნე.შეადარეთ გაძლიერება E-სიბრტყის და H-სიბრტყის სხივის სიგანეს მთელ დიაპაზონში.
- აირჩიეთ პოლარიზაცია.საჭიროებისამებრ, აირჩიეთ წრფივი, ორმაგი წრფივი, მარჯვენა წრიული, მარცხენა წრიული ან ორმაგი წრიული პოლარიზაცია.
- შეამოწმეთ ნიმუშის ხარისხი.გადახედეთ გვერდით წილებს, ჯვარედინი პოლარიზაციას, ღერძულ თანაფარდობას, წინა და უკანა ნაწილებს შორის მუშაობას და პორტის იზოლაციას, სადაც ეს შესაძლებელია.
- შეამოწმეთ შესაბამისობა და ინტერფეისი.დაადასტურეთ VSWR ან დაბრუნების დანაკარგი, ტალღის გამტარის ზომა, ფლანგის სტანდარტი, კონექტორის ტიპი და მექანიკური მონტაჟი.
- გაითვალისწინეთ ძალა და გარემო.გაითვალისწინეთ გადამცემის სიმძლავრე, სამუშაო ციკლი, ტემპერატურა, ამინდისგან დაცვა, რადომის საჭიროებები და მონტაჟის პირობები.
- საჭიროების შემთხვევაში გამოიყენეთ გაზომილი მონაცემები.კალიბრაციის, შესაბამისობის ტესტირებისა და ზუსტი სისტემებისთვის გამოიყენეთ მოდელის სპეციფიკური მონაცემთა ფურცელი და გაზომილი კალიბრაციის მონაცემები, ნომინალური ოჯახის აღწერილობის ნაცვლად.
შერჩევის ფაქტორების პრაქტიკული შედარებისთვის იხილეთRF MISO რქის ანტენის შერჩევის სახელმძღვანელოასევე შეგიძლიათ დაათვალიეროთ სრულიRF MISO რქის ანტენის დიაპაზონი.
ხშირად დასმული კითხვები
სიგნალს აძლიერებს თუ არა რქის ანტენა?
არა. რქის ანტენა პასიური მოწყობილობაა. მისი გაძლიერება გადაცემული ან მიღებული ენერგიის მიმართულებიდან გამომდინარეობს და არა ელექტრონული გამაძლიერებლიდან.
ყველა საყვირის ანტენა ფართოზოლოვანია?
არა. ბევრი რქისებრი ანტენა სასარგებლო გამტარობას გვთავაზობს, თუმცა ფაქტობრივი დიაპაზონი დამოკიდებულია კვებაზე, ტალღის გამტარ რეჟიმებზე, აალების გეომეტრიაზე, შესაბამის სტრუქტურასა და პოლარიზაციის ქსელზე. ორმაგი ღარებიანი რქები სპეციალურად უფრო ფართო გამტარობისთვისაა შექმნილი.
რა განსაზღვრავს რქის ანტენის გაძლიერებას?
გაძლიერებაზე გავლენას ახდენს ელექტრული აპერტურის ზომა, აპერტურის ეფექტურობა, ფაზისა და ამპლიტუდის განაწილება, გამტარის დანაკარგი და სიხშირე. უფრო დიდი ელექტრული აპერტურა, როგორც წესი, უფრო მაღალ ორიენტაციას უზრუნველყოფს, მაგრამ აპერტურის ზომის სასარგებლო გაძლიერებად გარდასაქმნელად საჭიროა ველის კარგი კონტროლი.
რა განსხვავებაა სტანდარტული გაძლიერების რქასა და ფართოზოლოვან რქას შორის?
სტანდარტული გაძლიერების მქონე სიგნალის გამაძლიერებელი შექმნილია იმისთვის, რომ უზრუნველყოს პროგნოზირებადი, კარგად დახასიათებული გაძლიერების სიხშირე მის კონკრეტულ დიაპაზონში და ხშირად გამოიყენება გაზომვის საცნობარო ნიშნულად. ფართოზოლოვანი სიგნალის გამაძლიერებელი უპირატესობას ანიჭებს მუშაობას უფრო ფართო სიხშირის დიაპაზონში, სადაც გაძლიერების და სხივის სიგანე შეიძლება უფრო მნიშვნელოვნად განსხვავდებოდეს ამ დიაპაზონში.
იმუშავეთ RF MISO-სთან
RF MISO აწვდის სტანდარტულ და მორგებულ რქოვან ანტენებს მიკროტალღური და მილიმეტრიანი ტალღების აპლიკაციებისთვის, მათ შორის პირამიდული, კონუსური, ფართოზოლოვანი, გოფრირებული, ორმაგი პოლარიზებული, წრიულად პოლარიზებული და ლინზური რქოვანების დიზაინით. შერჩევა ყოველთვის უნდა ეფუძნებოდეს მოდელის სპეციფიკურ სიხშირის დიაპაზონს, გაძლიერებას, ნიმუშს, პოლარიზაციას, VSWR-ს, ინტერფეისს და გარემო მოთხოვნებს.
გაეცანით ჩვენსრქის ანტენის პროდუქტები or დაუკავშირდით RF MISO-სთქვენი განაცხადისა და ტექნიკური მოთხოვნების განსახილველად.
ცნობები და დამატებითი საკითხავი
გამოქვეყნების დრო: 28 მარტი, 2024
