Принцип работы и области применения биконической антенны

A биконическая антеннаЭто широкополосная антенна, образованная двумя проводящими конусами, расположенными друг к другу и запитанными в их вершинах. Ее постепенно изменяющаяся геометрия обеспечивает более широкую рабочую полосу пропускания, чем у обычного тонкопроволочного диполя, что делает ее полезной для широкополосных измерений, тестирования электромагнитной совместимости, мониторинга спектра, связи и радиолокационных приложений.

Что такое биконическая антенна?

Биконическую антенну можно рассматривать как трехмерный широкополосный диполь. Два противоположно расположенных конуса действуют как излучающие элементы, а питающий элемент расположен в узком зазоре между их концами. Угол конуса, длина конуса, геометрия питающего элемента и окружающая структура определяют используемый диапазон частот, согласование импедансов и характеристики излучения.

В зависимости от размеров и способа установки антенна может обеспечивать линейную поляризацию и, как правило, всенаправленную диаграмму направленности по азимуту. Характеристики изменяются в рабочем диапазоне частот, поэтому заявленные коэффициент усиления, КСВ и диаграмма направленности всегда должны проверяться для предполагаемого диапазона частот.

Как работает биконическая антенна?

Радиочастотный ток поступает в антенну в точке питания и распространяется вдоль расширяющихся проводящих поверхностей. Поскольку проводник расширяется постепенно, переход от области питания к свободному пространству происходит более плавно в широком диапазоне частот. Такая геометрия помогает поддерживать полезное входное сопротивление и стабильное излучение в более широком диапазоне частот, чем у узкополосного диполя.

Антенна не использует многолучевые отражения внутри конусов. Излучение генерируется изменяющимися во времени токами на проводящих поверхностях. На более высоких частотах электрические размеры и особенности питания могут создавать дополнительные вариации диаграммы направленности, поэтому широкополосные конструкции необходимо оценивать во всем рабочем диапазоне.

Основные параметры проектирования

Диапазон частот:Полный диапазон частот, в котором выполняются требования к импедансу и излучению.
КСВ и импеданс:Эти показатели демонстрируют, насколько эффективно радиочастотная мощность передается между фидерной линией и антенной.
Прирост:Широкополосные биконические антенны обычно обеспечивают умеренное усиление, изменяющееся в зависимости от частоты.
Диаграмма направленности излучения:Необходимо проверить стабильность диаграммы направленности и азимутальное покрытие по всему диапазону.
Поляризация:Ориентация определяет направление линейной поляризации.
Разъем и питание:Оба компонента должны соответствовать тестовой системе или источнику радиочастотного сигнала.
Механические размеры:Размеры диффузора влияют на минимальную используемую частоту и требования к установке.

Типичные приложения

Измерения электромагнитной совместимости (ЭМС), излучения и помехоустойчивости
Тестирование широкополосных антенн и радиочастотных систем.
Мониторинг спектра и сбор сигналов
Эксперименты в области беспроводной связи и радиолокации
Системы лабораторной калибровки и полевых измерений

Преимущества и ограничения

Биконические антенны обладают широкой полосой пропускания, относительно простой конструкцией и обеспечивают полезное покрытие диаграммы направленности. Они позволяют уменьшить необходимость замены антенн при проведении испытаний в широком диапазоне частот. К их ограничениям относятся умеренное усиление, большие физические размеры на низких частотах и изменение диаграммы направленности в сторону верхних частот диапазона.

Как выбрать биконическую антенну

Начните с требуемого частотного диапазона, затем сравните КСВ, коэффициент усиления, поляризацию, стабильность диаграммы направленности, тип разъема, допустимую мощность и механические размеры. Также следует учитывать расстояние до объекта тестирования, ориентацию при монтаже и окружающую среду, поскольку расположенные рядом конструкции могут влиять на широкополосные измерения.

Изучите RF MISOбиконические антенные решения, включаяRM-BCA812-2 для 8-12 ГГциRM-BCA2428-4 для 24-28 ГГцДля выбора модели, соответствующей вашему частотному диапазону и тестовой установке,контакт RF MISO.