1. Введение в антенны
Антенна представляет собой переходную конструкцию между свободным пространством и линией передачи, как показано на рисунке 1. Линия передачи может быть в виде коаксиальной линии или полой трубки (волновода), которая используется для передачи электромагнитной энергии от источника. к антенне или от антенны к приемнику.Первая — передающая антенна, вторая — приёмная.антенна.
Рисунок 1. Путь передачи электромагнитной энергии.
Передача антенной системы в режиме передачи, показанном на рисунке 1, представлена эквивалентом Тевенина, как показано на рисунке 2, где источник представлен идеальным генератором сигналов, линия передачи представлена линией с характеристическим сопротивлением Zc, и антенна представлена нагрузкой ZA [ZA = (RL + Rr) + jXA].Сопротивление нагрузки RL представляет собой проводимость и диэлектрические потери, связанные со структурой антенны, тогда как Rr представляет сопротивление излучения антенны, а реактивное сопротивление XA используется для представления мнимой части импеданса, связанной с излучением антенны.В идеальных условиях вся энергия, генерируемая источником сигнала, должна передаваться сопротивлению излучения Rr, которое используется для представления излучательной способности антенны.Однако в практических приложениях существуют потери проводник-диэлектрик, обусловленные характеристиками линии передачи и антенны, а также потери, вызванные отражением (рассогласованием) между линией передачи и антенной.Учитывая внутреннее сопротивление источника и пренебрегая потерями в линии передачи и на отражение (рассогласование), максимальная мощность передается на антенну при сопряженном согласовании.
фигура 2
Из-за несоответствия линии передачи и антенны отраженная волна от интерфейса накладывается на падающую волну от источника к антенне, образуя стоячую волну, которая представляет собой концентрацию и накопление энергии и является типичным резонансным устройством.Типичная диаграмма стоячей волны показана пунктирной линией на рисунке 2. Если антенная система спроектирована неправильно, линия передачи может в значительной степени действовать как элемент накопления энергии, а не как волновод и устройство передачи энергии.
Потери, вызванные линией передачи, антенной и стоячими волнами, нежелательны.Потери в линии можно свести к минимуму, выбрав линии передачи с низкими потерями, а потери в антеннах можно уменьшить, уменьшив сопротивление потерь, обозначенное RL на рисунке 2. Стоячие волны можно уменьшить, а накопление энергии в линии можно свести к минимуму, согласовав импеданс антенна (нагрузка) с характеристическим сопротивлением линии.
В беспроводных системах помимо приема или передачи энергии обычно требуются антенны для усиления излучаемой энергии в определенных направлениях и подавления излучаемой энергии в других направлениях.Поэтому, помимо устройств обнаружения, антенны необходимо использовать и как устройства направленного действия.Антенны могут иметь различную форму в зависимости от конкретных потребностей.Это может быть провод, диафрагма, заплатка, сборка элементов (матрица), отражатель, линза и т. д.
В системах беспроводной связи антенны являются одним из наиболее важных компонентов.Хорошая конструкция антенны может снизить системные требования и улучшить общую производительность системы.Классическим примером является телевидение, где прием вещания можно улучшить за счет использования высокопроизводительных антенн.Антенны для систем связи являются тем же, чем глаза для людей.
2. Классификация антенн
Рупорная антенна представляет собой плоскую антенну, СВЧ-антенну круглого или прямоугольного сечения, постепенно открывающуюся на конце волновода.Это наиболее широко используемый тип микроволновой антенны.Поле его излучения определяется размером апертуры рупора и типом распространения.Среди них влияние стенки рупора на излучение можно рассчитать, используя принцип геометрической дифракции.Если длина рупора остается неизменной, размер апертуры и квадратичная разность фаз будут увеличиваться с увеличением угла раскрытия рупора, но коэффициент усиления не будет меняться с увеличением размера апертуры.Если необходимо расширить полосу частот рупора, необходимо уменьшить отражение на шейке и апертуре рупора;отражение будет уменьшаться по мере увеличения размера апертуры.Структура рупорной антенны относительно проста, диаграмма направленности также относительно проста и ею легко управлять.Обычно используется в качестве антенны средней направленности.Рупорные антенны с параболическим рефлектором с широкой полосой пропускания, низкими боковыми лепестками и высокой эффективностью часто используются в микроволновой ретрансляционной связи.
RM-DCPHA105145-20(10,5–14,5 ГГц)
РМ-БДХА1850-20(18-50ГГц)
РМ-СГХА430-10(1,70-2,60 ГГц)
2. Микрополосковая антенна.
Структура микрополосковой антенны обычно состоит из диэлектрической подложки, излучателя и заземляющего слоя.Толщина диэлектрической подложки значительно меньше длины волны.Тонкий металлический слой в нижней части подложки соединен с плоскостью заземления, а тонкий металлический слой определенной формы создается спереди посредством процесса фотолитографии в качестве радиатора.Форму радиатора можно изменить разными способами в зависимости от требований.
Развитие технологий микроволновой интеграции и новых производственных процессов способствовало развитию микрополосковых антенн.По сравнению с традиционными антеннами микрополосковые антенны не только малы по размеру, легки по весу, имеют низкий профиль, легко адаптируются, но также легко интегрируются, имеют низкую стоимость, подходят для массового производства, а также обладают преимуществами разнообразных электрических свойств. .
RM-MA424435-22(4,25-4,35 ГГц)
RM-MA25527-22(25,5-27ГГц)
3. Волноводная щелевая антенна
Волноводно-щелевая антенна — это антенна, которая использует щели в структуре волновода для достижения излучения.Обычно он состоит из двух параллельных металлических пластин, образующих волновод с узким зазором между двумя пластинами.Когда электромагнитные волны проходят через зазор волновода, возникает явление резонанса, в результате чего вокруг зазора создается сильное электромагнитное поле для достижения излучения.Благодаря своей простой конструкции волноводная щелевая антенна может обеспечить широкополосное и высокоэффективное излучение, поэтому она широко используется в радарах, средствах связи, беспроводных датчиках и других областях в микроволновом и миллиметровом диапазонах волн.Его преимущества включают высокую эффективность излучения, широкополосные характеристики и хорошую помехоустойчивость, поэтому инженеры и исследователи отдают ему предпочтение.
RM-PA7087-43(71-86ГГц)
RM-PA1075145-32 (10,75–14,5 ГГц)
РМ-СВА910-22(9-10ГГц)
Биконическая антенна — широкополосная антенна биконической структуры, характеризующаяся широкой частотной характеристикой и высокой эффективностью излучения.Две конические части биконической антенны симметричны друг другу.Благодаря такой структуре можно добиться эффективного излучения в широком диапазоне частот.Обычно он используется в таких областях, как спектральный анализ, измерение радиации и тестирование ЭМС (электромагнитной совместимости).Он имеет хорошее согласование импеданса и характеристики излучения и подходит для сценариев применения, требующих покрытия нескольких частот.
РМ-ВСА2428-4(24-28ГГц)
RM-BCA218-4 (2–18 ГГц)
Спиральная антенна представляет собой широкополосную антенну спиральной структуры, характеризующуюся широкой частотной характеристикой и высокой эффективностью излучения.Спиральная антенна обеспечивает разнесение поляризации и широкополосные характеристики излучения за счет структуры спиральных катушек и подходит для радаров, спутниковой связи и систем беспроводной связи.
RM-PSA0756-3(0,75-6ГГц)
RM-PSA218-2R (2–18 ГГц)
Чтобы узнать больше об антеннах, посетите:
Время публикации: 14 июня 2024 г.
