1. Hyrje në Antena
Një antenë është një strukturë kalimtare midis hapësirës së lirë dhe një linje transmetimi, siç tregohet në Figurën 1. Linja e transmetimit mund të jetë në formën e një linje koaksiale ose një tubi të zbrazët (valëpërcjellës), i cili përdoret për të transmetuar energji elektromagnetike nga një burim në një antenë, ose nga një antenë në një marrës. E para është një antenë transmetuese, dhe e dyta është një antenë marrëse.
Figura 1 Rruga e transmetimit të energjisë elektromagnetike (hapësirë pa burim-linjë transmetimi-antenë)
Transmetimi i sistemit të antenës në modalitetin e transmetimit të Figurës 1 përfaqësohet nga ekuivalenti Thevenin siç tregohet në Figurën 2, ku burimi përfaqësohet nga një gjenerator ideal sinjali, linja e transmetimit përfaqësohet nga një linjë me impedancë karakteristike Zc, dhe antena përfaqësohet nga një ngarkesë ZA [ZA = (RL + Rr) + jXA]. Rezistenca e ngarkesës RL përfaqëson humbjet e përçueshmërisë dhe dielektrike të shoqëruara me strukturën e antenës, ndërsa Rr përfaqëson rezistencën ndaj rrezatimit të antenës, dhe reaktansa XA përdoret për të përfaqësuar pjesën imagjinare të impedancës së shoqëruar me rrezatimin e antenës. Në kushte ideale, e gjithë energjia e gjeneruar nga burimi i sinjalit duhet të transferohet në rezistencën e rrezatimit Rr, e cila përdoret për të përfaqësuar aftësinë e rrezatimit të antenës. Megjithatë, në zbatimet praktike, ka humbje përçues-dielektrike për shkak të karakteristikave të linjës së transmetimit dhe antenës, si dhe humbje të shkaktuara nga reflektimi (mospërputhja) midis linjës së transmetimit dhe antenës. Duke marrë parasysh impedancën e brendshme të burimit dhe duke injoruar humbjet e linjës së transmetimit dhe reflektimit (mospërputhjes), fuqia maksimale i jepet antenës nën përputhjen e konjuguar.
Figura 2
Për shkak të mospërputhjes midis linjës së transmetimit dhe antenës, vala e reflektuar nga ndërfaqja mbivendoset me valën incidente nga burimi në antenë për të formuar një valë në këmbë, e cila përfaqëson përqendrimin dhe ruajtjen e energjisë dhe është një pajisje tipike rezonante. Një model tipik i valës në këmbë tregohet nga vija me pika në Figurën 2. Nëse sistemi i antenës nuk është projektuar siç duhet, linja e transmetimit mund të veprojë si një element i ruajtjes së energjisë në një masë të madhe, në vend që të jetë një pajisje valëpërçuese dhe transmetimi energjie.
Humbjet e shkaktuara nga linja e transmetimit, antena dhe valët në këmbë janë të padëshirueshme. Humbjet në linjë mund të minimizohen duke zgjedhur linja transmetimi me humbje të ulëta, ndërsa humbjet e antenave mund të reduktohen duke zvogëluar rezistencën e humbjeve të përfaqësuar nga RL në Figurën 2. Valët në këmbë mund të reduktohen dhe ruajtja e energjisë në linjë mund të minimizohet duke përputhur impedancën e antenës (ngarkesës) me impedancën karakteristike të linjës.
Në sistemet pa tel, përveç marrjes ose transmetimit të energjisë, antenat zakonisht kërkohen për të rritur energjinë e rrezatuar në drejtime të caktuara dhe për të shtypur energjinë e rrezatuar në drejtime të tjera. Prandaj, përveç pajisjeve të zbulimit, antenat duhet të përdoren edhe si pajisje drejtuese. Antenat mund të jenë në forma të ndryshme për të përmbushur nevoja specifike. Mund të jetë një tel, një hapje, një copë, një montim elementesh (material), një reflektor, një lente, etj.
Në sistemet e komunikimit pa tel, antenat janë një nga komponentët më kritikë. Projektimi i mirë i antenës mund të zvogëlojë kërkesat e sistemit dhe të përmirësojë performancën e përgjithshme të sistemit. Një shembull klasik është televizioni, ku pritja e transmetimit mund të përmirësohet duke përdorur antena me performancë të lartë. Antenat janë për sistemet e komunikimit ajo që sytë janë për njerëzit.
2. Klasifikimi i Antenave
1. Antenë me tela
Antenat me tela janë një nga llojet më të zakonshme të antenave sepse gjenden pothuajse kudo - makina, ndërtesa, anije, aeroplanë, anije kozmike, etj. Ekzistojnë forma të ndryshme të antenave me tela, të tilla si vijë e drejtë (dipol), lakore, spirale, siç tregohet në Figurën 3. Antenat me lak nuk duhet të jenë vetëm rrethore. Ato mund të jenë drejtkëndëshe, katrore, ovale ose çdo formë tjetër. Antena rrethore është më e zakonshme për shkak të strukturës së saj të thjeshtë.
Figura 3
2. Antena me hapje
Antenat me hapje po luajnë një rol më të madh për shkak të kërkesës në rritje për forma më komplekse të antenave dhe shfrytëzimit të frekuencave më të larta. Disa forma të antenave me hapje (antena piramidale, konike dhe drejtkëndëshe me brirë) tregohen në Figurën 4. Ky lloj antene është shumë i dobishëm për aplikimet në avionë dhe anije kozmike sepse ato mund të montohen shumë lehtë në guaskën e jashtme të aeroplanit ose anijes kozmike. Përveç kësaj, ato mund të mbulohen me një shtresë materiali dielektrik për t'i mbrojtur ato nga mjedise të ashpra.
Figura 4
3. Antenë mikrostripësh
Antenat mikrostrip u bënë shumë të njohura në vitet 1970, kryesisht për aplikimet satelitore. Antena përbëhet nga një substrat dielektrik dhe një copë metalike. Copa metalike mund të ketë shumë forma të ndryshme, dhe antena drejtkëndëshe me copë e treguar në Figurën 5 është më e zakonshmja. Antenat mikrostrip kanë një profil të ulët, janë të përshtatshme për sipërfaqe planare dhe jo-planare, janë të thjeshta dhe të lira për t'u prodhuar, kanë qëndrueshmëri të lartë kur montohen në sipërfaqe të ngurta dhe janë të pajtueshme me dizajnet MMIC. Ato mund të montohen në sipërfaqen e avionëve, anijeve kozmike, satelitëve, raketave, makinave dhe madje edhe pajisjeve mobile dhe mund të projektohen në mënyrë konforme.
Figura 5
4. Antena me varg
Karakteristikat e rrezatimit të kërkuara nga shumë aplikime mund të mos arrihen nga një element i vetëm antene. Vargjet e antenave mund të bëjnë që rrezatimi nga elementët e sintetizuar të prodhojë rrezatim maksimal në një ose më shumë drejtime specifike, një shembull tipik tregohet në Figurën 6.
Figura 6
5. Antenë reflektuese
Suksesi i eksplorimit të hapësirës ka çuar gjithashtu në zhvillimin e shpejtë të teorisë së antenave. Për shkak të nevojës për komunikim në distanca ultra të gjata, antenat me fitim jashtëzakonisht të lartë duhet të përdoren për të transmetuar dhe marrë sinjale miliona milje larg. Në këtë aplikim, një formë e zakonshme e antenës është antena parabolike e treguar në Figurën 7. Ky lloj antene ka një diametër prej 305 metrash ose më shumë, dhe një madhësi kaq e madhe është e nevojshme për të arritur fitimin e lartë të kërkuar për të transmetuar ose marrë sinjale miliona milje larg. Një formë tjetër e reflektorit është një reflektor këndor, siç tregohet në Figurën 7 (c).
Figura 7
6. Antena me lente
Lentet përdoren kryesisht për të kolimuar energjinë e shpërndarë incidente për të parandaluar përhapjen e saj në drejtime të padëshiruara të rrezatimit. Duke ndryshuar në mënyrë të përshtatshme gjeometrinë e lentes dhe duke zgjedhur materialin e duhur, ato mund të shndërrojnë forma të ndryshme të energjisë divergjente në valë planare. Ato mund të përdoren në shumicën e aplikimeve si antenat reflektuese parabolike, veçanërisht në frekuenca më të larta, dhe madhësia dhe pesha e tyre bëhen shumë të mëdha në frekuenca më të ulëta. Antenat e lenteve klasifikohen sipas materialeve të tyre të ndërtimit ose formave gjeometrike, disa prej të cilave tregohen në Figurën 8.
Figura 8
Për të mësuar më shumë rreth antenave, ju lutemi vizitoni:
Koha e postimit: 19 korrik 2024
