Antena jest metalowym urządzeniem służącym do przesyłania i odbierania radiowych sygnałów elektromagnetycznych, gdzie sygnały te reprezentują pewne informacje. Radia są przeznaczone głównie do komunikacji bezprzewodowej w celu nadawania zarówno sygnałów mikrofalowych, jak i radiowych. Ogólnie rzecz biorąc, anteny są dostępne w różnych rozmiarach i kształtach. Istnieje wiele powodów, aby używać anten, ale głównym powodem jest zapewnienie prostego sposobu przesyłania sygnałów lub danych. Są różne rodzaje anten dostępny jak Jagi Uda , Przysłona, reflektor, antena drutowa i wiele innych. W tym artykule omówiono jeden z rodzajów anten, takich jak antena drutowa – praca z aplikacjami.
Definicja anteny przewodowej
Antena drutowa to rodzaj anteny radiowej, która zawiera długi drut zawieszony nad ziemią. Drut w antenie odbiera sygnały i emituje je dalej. W tej antenie długość anteny drutowej nie ma związku z jej długością fali. Przewód jest po prostu podłączony do nadajnika lub odbiornika przez tuner anteny w celu nadawania lub odbierania sygnałów. Anteny te są dobrze znane ze względu na łatwość instalacji i przenośność. Schemat anteny przewodowej pokazano poniżej.
Projekt anteny przewodowej
Konstrukcja anten z długimi przewodami jest prosta, ponieważ długość tej anteny przewodowej jest wielokrotnością λ/2. Ogólnie rzecz biorąc, anteny o długości λ/2 lub λ/4 są znane jako półfalowa antena dipolowa . Ale antena, która ma długość większą niż λ/2, jest znana jako a antena z długim drutem . Tak więc długość anteny z długim drutem jest uważana za wielokrotność połowy długości fali. Tak więc długość anteny z długim drutem jest dana jako (L = n λ/2).
Przewody te są ułożone pionowo lub poziomo, ale kierunek jest czasami niechlujny w stosunku do podłoża. Zewnętrzne wzbudzenie tej anteny jest zapewnione przez linie zasilające, gdzie linia zasilająca jest po prostu zapewniona na końcu, w środku lub w dowolnym miejscu w środku długości drutu.
Tutaj polaryzacja anteny drutowej jest pokazana przez kierunek anteny względem ziemi. Pozycja punktu zasilania reprezentuje kierunek płata. W tej prostej konstrukcji anteny przewodowej prosty przewód przewodzący jest połączony końcami między stacjami nadawczymi i odbiorczymi. Tak więc bezpośrednie połączenie długim przewodem między dwoma końcami umożliwi sygnał ze stacji nadawczej i wypromieniuje sygnał, aby można go było uzyskać na drugim końcu.
Jak działa antena przewodowa?
Antena z długim drutem to połączenie kilku dipoli półfalowych; więc zasada działania jest taka sama, jak w przypadku półfalowej anteny dipolowej. Tak więc długość tych anten jest większa w porównaniu z połową długości fali. Tak więc, gdy długi przewód przewodzący jest po prostu wzbudzany napięciem wejściowym, następnie nośniki ładunku będą dryfować w oparciu o połowę przyłożonego sygnału. Jeśli zastosowana zostanie pierwsza połowa sygnału, nośniki ładunku doświadczą siły przyciągania, natomiast jeśli zastosuje się ujemną połowę cyklu, wówczas nośniki ładunku doświadczą odpychania. Tak więc skumulowane działanie tego nośnika ładunku w przewodniku wytwarza niestabilne pole elektryczne. Dlatego sygnał jest emitowany w ten sposób na drugim końcu przez antenę z długim drutem.
Antena z długim przewodem jest większa w porównaniu z długością połowy długości fali. Gdy długość anteny z długim drutem zostanie zwiększona, kierunkowość również się poprawi. Jest to zauważalne w przypadku anteny z długim przewodem tj.; dla najniższej częstotliwości pracy, ogólnie długość jest uważana za połowę długości fali, a zasilanie zewnętrzne jest dostarczane na końcu.
Rodzaje anten przewodowych
Anteny te są podzielone na różne typy, a każdy typ jest omówiony poniżej.
Krótka antena dipolowa
Prostą formą anteny drutowej jest krótka antena dipolowa. Jest to obwód otwarty, w którym sygnał lub dane są dostarczane do środka. W tej antenie termin „krótki” nie odnosi się do rozmiaru anteny, ale w zasadzie jest to względna długość fali. Ta antena ma dwa końce, z których jeden koniec jest otwarty, a drugi koniec jest zasilany ze źródła prądu przemiennego. Zakres częstotliwości tej anteny wynosi od 3KHz do 30MHz, dlatego jest stosowana głównie w odbiornikach o niskiej częstotliwości.
Antena dipolowa
Antena dipolowa jest jedną z najbardziej znaczących form anteny RF, która zawiera drut przewodzący prąd elektryczny, inaczej pręt o połowie długości maksymalnej preferowanej długości fali. Drut lub pręt jest podzielony pośrodku przez izolator, gdzie każdy koniec w środku jest po prostu podłączony do linii zasilającej przez balun, zwykle do kabla koncentrycznego.
Anteny te są szeroko stosowane w różnej komunikacji radiowej. Ta antena jest bardzo prosta w konstrukcji i działa w zakresie wysokich, bardzo wysokich i bardzo wysokich częstotliwości widma RF. Proszę odnieść się do tego linku, aby dowiedzieć się więcej Antena dipolowa .
Antena pętlowa
Antena pętlowa jest rodzajem anteny przewodowej, która odbiera sygnały radiowe wydajniej niż inne anteny. Są one uważane za bardziej wydajne anteny niż inne anteny, ponieważ zużywają mniej energii elektrycznej i pracują w szerokim zakresie częstotliwości (od 300 MHZ do 3 GHz). Wydajność tej anteny zależy głównie od różnych czynników, takich jak konstrukcja, umiejscowienie itp.
W antenach pętlowych zginanie drutów może przybierać różne kształty, takie jak okrągły, trójkątny, prostokątny i eliptyczny. Anteny te są bardzo proste, wszechstronne i niedrogie, dzięki czemu znajdują szerokie zastosowanie w urządzeniach RFID do wykrywania położenia nadajnika, stosowane jako nadajniki UHF, używane do odbioru fal HF w odbiornikach radiowych itp.
Półfalowa antena dipolowa
Rodzaj anteny dipolowej, w której długość dipolowa jest równa połowie długości fali przy częstotliwości roboczej, nazywany jest półfalową anteną dipolową. Jest to bardzo znana antena dipolowa, znana również jako antena Hertza.
Ta antena ma prostą strukturę rezonansową do zastosowań nadawczych i odbiorczych. Są to podstawowe elementy we wszystkich kształtach anten, ponieważ anteny te pomagają projektować różne złożone anteny. Zakres częstotliwości roboczej tej anteny wynosi od 3 kHz do 300 GHz.
Półfalowe anteny dipolowe są stosowane głównie w odbiornikach radiowych i telewizyjnych. Gdy te anteny są używane z innym typem anteny, wykazują one wyjątkową wydajność.
Składana antena dipolowa
Złożona antena dipolowa to jeden rodzaj anteny, który zawiera dwa przewody. Przewody te są po prostu łączone z dwóch stron i składane w celu uzyskania cylindrycznej, zamkniętej formy. Długość dipolowa to połowa długości fali. dlatego jest znana jako antena dipolowa złożona w połowie fali . Zakres częstotliwości tej złożonej anteny dipolowej wynosi od 3 KHz do 300 GHz i jest najczęściej wykorzystywany przez odbiorniki telewizyjne.
Antena jednobiegunowa
Antena jednobiegunowa to antena transmisji radiowej, która zawiera pojedynczy przewodnik, który jest zwykle zasilany u podstawy anteny przez źródło napięcia. Ta antena jest bardzo prostą i jednoprzewodową anteną, która jest zwykle montowana pionowo i używana normalnie zarówno do nadawania, jak i odbierania sygnałów. Są one więc wykorzystywane do celów nadawczych lub komunikacyjnych. Anteny monopolowe działają w niższych pasmach RFID (od 2,2 do 2,6 GHz), średnich pasmach RFID (od 5,3 do 6,8 GHz) i wyższych pasmach RFID (od 8,7 do 9,5 GHz).
Antena spiralna
Antena spiralna to jeden rodzaj anteny drutowej, która jest również znana jako antena spiralna, ponieważ kształt tej anteny to helisa. Zakres częstotliwości tej anteny wynosi około 30 MHz – 3 GHz. Więc ta spiralna antena działa w zakresie VHF i UHF.
Antena spiralna służy do nadawania i odbierania sygnałów VHF, używana do komunikacji satelitarnej i sond kosmicznych, aw radioastronomii ustanawia komunikację między Księżycem a Ziemią. Proszę odnieść się do tego linku, aby dowiedzieć się więcej Antena spiralna .
Dipole szerokopasmowe
Szerokopasmowa antena dipolowa to jeden z rodzajów anten drutowych, który po prostu zapewnia wyjątkową wydajność głównie w obwodach krótkiego i średniego zasięgu. W przypadku obwodów opartych na komunikacji krótkiego zasięgu przy niższych częstotliwościach charakterystyka promieniowania tej anteny ma duży kąt startu. Podobnie w przypadku obwodów komunikacyjnych średniego zasięgu przy wyższych częstotliwościach charakterystyka promieniowania tej anteny ma mniejsze kąty startu.
Antena koniczyny
Antena koniczyny to jeden rodzaj anteny drutowej, która jest spolaryzowana kołowo, a wzór promieniowania tej anteny jest taki sam jak anteny dipolowej. Ta antena zawiera głównie co najmniej 3 lub 4 ramki, które są połączone równolegle i również skręcone w określony sposób, aby uzyskać polaryzację kołową.
Zysk anteny przewodowej
The Zysk anteny to zdolność anteny do emisji mniejszej lub większej emisji w dowolnym kierunku w porównaniu z anteną teoretyczną. To wzmocnienie wskazuje po prostu, jak silna antena może nadawać lub odbierać sygnał w określonym kierunku. Zysk anteny przewodowej wynosi;
Dla krótkiego dipola jest to 1,5 (1,76 dBi) i dla
Dipol półfalowy wzrasta do 1,64 (2,15 dBi). Kliknij tutaj, aby dowiedzieć się więcej nt Zysk anteny.
Zalety i wady
The Zalety anten drutowych zawierać następujące.
- Budowa tej anteny jest prosta
- Te anteny zapewniają zadowalający zysk i kierunkowość.
- Te anteny mają ostre wzorce kierunkowe.
- To nie są drogie.
- Przy niskich kątach pionowych po prostu skupia się na promieniowaniu
- Promieniują w dowolnym zakresie częstotliwości, dla którego ich całkowita długość nie jest mniejsza niż λ/2.
The Wady anten drutowych zawierać następujące.
- Przy niskich częstotliwościach antena dipolowa ma duże rozmiary.
- Anteny pętlowe mają słaby zysk, są trudne do dostrojenia i są wyjątkowo wąskopasmowe.
- Rozmiar anteny spiralnej jest nieporęczny i bardzo łatwo można je rozstroić przez znajdujące się w pobliżu obiekty.
- Anteny drutowe wymagają odpowiedniego systemu dopasowania, aby uzyskać lepsze wyniki.
- Anteny te wymagają odpowiedniego systemu lub tunera.
Aplikacje
The zastosowania anten przewodowych zawierać następujące.
- Anteny drutowe są szeroko stosowane jako anteny odbiorcze w pasmach fal krótkich, średnich i długich.
- Anteny te są wykorzystywane w komunikacji dalekobieżnej typu punkt-punkt ze względu na ich prostą budowę.
- Anteny te są używane na statkach, statkach kosmicznych, budynkach, samochodach, satelitach, pociskach, komunikacji mikrofalowej i zastosowaniach o bardzo dużym wzmocnieniu.
Jest to więc przegląd drutu anteny - działają z aplikacjami. Przykładami anten przewodowych są; antena dipolowa, antena spiralna, antena jednobiegunowa i antena pętlowa. Oto pytanie do ciebie, jaka jest funkcja anteny?
