Микроволновые антенны преобразуют электрические сигналы в электромагнитные волны (и наоборот) с помощью высокоточных конструкций. В основе их работы лежат три основных принципа:
1. Преобразование электромагнитных волн
Режим передачи:
Радиочастотные сигналы от передатчика передаются через антенные разъемы (например, SMA, N-типа) к точке питания. Проводящие элементы антенны (рупоры/диполи) формируют волны в направленные лучи.
Режим приема:
Падающие электромагнитные волны индуцируют токи в антенне, которые затем преобразуются обратно в электрические сигналы для приемника.
2. Направленность и контроль излучения
Направленность антенны определяет фокусировку луча. Антенна с высокой направленностью (например, рупорная) концентрирует энергию в узких лепестках, определяемых следующими факторами:
Направленность (дБи) ≈ 10 log₁₀(4πA/λ²)
Где A = площадь апертуры, λ = длина волны.
Микроволновые антенны, такие как параболические тарелки, обеспечивают направленность более 30 дБи для спутниковой связи.
3. Ключевые компоненты и их роли
| Компонент | Функция | Пример |
|---|---|---|
| Излучающий элемент | Преобразует электрическую энергию в электромагнитную. | Патч, диполь, щель |
| Сеть фидеров | Направляет волны с минимальными потерями | Волновод, микрополосковая линия |
| Пассивные компоненты | Повышение целостности сигнала | Фазовые сдвигатели, поляризаторы |
| Разъемы | Взаимодействие с линиями электропередачи | 2,92 мм (40 ГГц), 7/16 (высокая мощность) |
4. Частотно-специфическое проектирование
< 6 ГГц: Микрополосковые антенны являются наиболее компактными вариантами.
> 18 ГГц: Волноводные рупоры отличаются низкими потерями.
Критический фактор: согласование импеданса на разъемах антенны предотвращает отражения (КСВ <1,5).
Применение в реальном мире:
5G Massive MIMO: микрополосковые массивы с пассивными компонентами для управления направлением луча.
Радиолокационные системы: Высокая направленность антенны обеспечивает точное отслеживание цели.
Спутниковая связь: параболические отражатели обеспечивают эффективность апертуры 99%.
Заключение: Микроволновые антенны используют электромагнитный резонанс, прецизионные типы антенных разъемов и оптимизированную направленность антенны для передачи/приема сигналов. В современных микроволновых антеннах используются пассивные компоненты для минимизации потерь и максимизации дальности действия.
Чтобы узнать больше об антеннах, посетите:
Дата публикации: 15 августа 2025 г.
