Një antenë me bri është një antenë me hapje që përdor një valëpërçues të hapur për të lëshuar energji elektromagnetike në hapësirë të lirë ose për të mbledhur energjinë hyrëse nga një drejtim i përcaktuar. Struktura e saj e thjeshtë, modeli i parashikueshëm i rrezatimit, drejtimi relativisht i lartë dhe aftësia për të vepruar mbi gjerësi bande të dobishme mikrovalësh dhe valësh milimetrike e bëjnë atë një zgjedhje të zakonshme për matjen e antenave, radarët, komunikimet satelitore, testimin e përputhshmërisë elektromagnetike, ushqimet e reflektorëve dhe sistemet e kërkimit.
Ky udhëzues shpjegon se si funksionojnë antenat me brirë, llojet kryesore të antenave me brirë, parametrat e performancës që kanë rëndësi, avantazhet dhe kufizimet e tyre, dhe si të zgjidhni një dizajn të përshtatshëm për një aplikim specifik RF.
Çfarë është një antenë me brirë?
Një antenë me bri formohet duke zgjeruar gradualisht fundin e një valëpërçuesi. Valëpërçuesi mbart një modalitet elektromagnetik të udhëhequr, ndërsa seksioni i hapur siguron një kalim nga prerja tërthore më e vogël e valëpërçuesit në një hapje më të madhe rrezatuese. Në hapje, fusha elektromagnetike bashkohet në hapësirën e lirë dhe formon një rreze të drejtuar.
Shpërthimi mund të jetë drejtkëndor, piramidal, konik, i kreshtëzuar, i valëzuar ose i kombinuar me një lente ose rrjet polarizimi. Çdo gjeometri ndryshon gjerësinë e brezit të funksionimit të antenës, fitimin, gjerësinë e rrezes, sjelljen e polarizimit, shpërndarjen e fazës, nivelin e lobit anësor dhe madhësinë mekanike.
Një antenë me bri është pasive. Ajo nuk krijon fuqi RF dhe as nuk amplifikon një sinjal. Përfitimi i saj i dukshëm vjen nga përqendrimi i energjisë së rrezatuar në një rajon këndor më të ngushtë krahasuar me një radiator izotropik. E njëjta sjellje drejtuese përmirëson gjithashtu pritjen nga drejtimi i synuar.
Si funksionon një antenë me brirë?
Funksionimi i një antene me brirë mund të kuptohet në katër faza:
- Energjia hyn përmes ushqimit.Një valëpërçues drejtkëndëshe ose rrethor, një tranzicion koaksial-në-valëpërçues ose një ndërfaqe tjetër RF ngacmon mënyrën e kërkuar të përhapjes.
- Valëpërcjellësi zgjerohet gradualisht.Seksioni i zgjeruar rrit sipërfaqen e prerjes tërthore dhe zvogëlon tranzicionin e menjëhershëm që do të ndodhte në një valëpërçues me skaje të hapura.
- Fusha përhapet në të gjithë aperturën.Gjeometria e bririt kontrollon amplitudën dhe shpërndarjen e fazës mbi aperturë. Madhësia e aperturës dhe uniformiteti i fushës ndikojnë fuqishëm në fitimin, gjerësinë e rrezes, lobet anësore dhe polarizimin kryq.
- Diafragma rrezaton në hapësirën e lirë.Fushat në aperturë kombinohen për të prodhuar një model të drejtuar të fushës së largët. Një aperturë elektrike më e madhe në përgjithësi prodhon drejtueshmëri më të lartë dhe një rreze më të ngushtë, me kusht që gabimi i fazës dhe humbjet të mbeten të kontrolluara.
Shpërthimi nuk e eliminon plotësisht mospërputhjen e reflektimit ose të impedancës. Në vend të kësaj, një shpërthim i projektuar siç duhet siguron një tranzicion më gradual, duke ndihmuar në arritjen e efikasitetit të pranueshëm të VSWR dhe rrezatimit në të gjithë brezin e synuar. Performanca përfundimtare varet nga mënyra e furnizimit, këndi i shpërthimit, gjatësia e bririt, dimensionet e aperturës, saktësia e prodhimit dhe çdo kreshtë, valëzim, lente ose strukturë polarizuese e përdorur në dizajn.
Parametrat e Performancës së Antenës Key Horn
Diapazoni i Frekuencës së Funksionimit
Diapazoni i frekuencës së përdorshme duhet të jetë i pajtueshëm me valëpërçuesin ose lidhësin e furnizimit dhe me gjeometrinë e borisë. Performanca duhet të kontrollohet në të gjithë brezin e kërkuar, jo vetëm në frekuencën qendrore. Për një bori të ushqyer me valëpërçues, brezi dhe flanxha e zgjedhur e valëpërçuesit janë veçanërisht të rëndësishme.
Fitimi dhe Madhësia e Aperturës
Përforcimi përshkruan se sa fort antena përqendron energjinë në një drejtim të caktuar, duke përfshirë efektin e efikasitetit të antenës. Përforcimi më i lartë zakonisht kërkon një hapje elektrike më të madhe. Në frekuenca më të ulëta, arritja e të njëjtit përforcim normalisht kërkon një bori fizikisht më të madhe.
Gjerësia e rrezes dhe modeli i rrezatimit
Gjerësia e rrezes me gjysmë fuqie tregon gjerësinë këndore të rrezes kryesore. Një bri me fitim më të lartë në përgjithësi ka një rreze më të ngushtë. Inxhinierët duhet të shqyrtojnë gjithashtu nivelet e lobeve anësore, sjelljen përpara-mbrapa dhe modelet e planit E dhe planit H, sepse dy bri me fitim të ngjashëm mund të kenë mbulim dhe karakteristika të ndryshme të lobeve anësore.
VSWR dhe Humbja e Kthimit
VSWR dhe humbja e kthimit tregojnë se sa mirë përputhet hyrja e antenës me sistemin RF. Përputhja e dobët rrit fuqinë e reflektuar dhe mund të zvogëlojë fuqinë e dërguar në antenë. Limiti i pranueshëm varet nga transmetuesi, marrësi, humbja e kabllit, kërkesat e kalibrimit dhe marzhi i sistemit.
Polarizimi dhe Polarizimi i Kryqëzuar
Antenat me bri mund të mbështesin polarizim linear, dy-linear, rrethor ose dy-rrethor kur janë të projektuara me strukturën e duhur të furnizimit dhe polarizimit. Polarizimi i kërkuar duhet të përputhet me sistemin. Polarizimi kryq, raporti aksial për polarizimin rrethor dhe izolimi i portave për dizajnet me dy polarizime duhet të vlerësohen kur pastërtia e polarizimit është e rëndësishme.
Trajtimi i energjisë dhe ndërfaqja RF
Brirët e ushqyer me valëpërçues shpesh zgjidhen për sistemet mikrovalë me fuqi të lartë, por aftësia aktuale e energjisë varet nga montimi i plotë, duke përfshirë valëpërçuesin, tranzicionet, lidhësit, presionin, materialin dhe mjedisin e funksionimit. Fllanxha ose lidhësi koaksial duhet të përputhet me pjesën tjetër të zinxhirit RF mekanikisht dhe elektrikisht.
Llojet e zakonshme të antenave me brirë
Antenë me brirë piramidale
Një bri piramidale hapet si në planin E ashtu edhe në planin H të një valëpërçuesi drejtkëndor. Është një nga gjeometritë e bririt më të përdorura dhe është e zakonshme në matjen e antenave, aplikimet referuese me fitim standard, sistemet e radarit dhe ushqimet e reflektorëve.
Antena Sektoriale me Brirë
Një bri sektorial zgjerohet vetëm në një plan. Një bri sektorial në planin E zgjerohet në planin E, ndërsa një bri sektorial në planin H zgjerohet në planin H. Këto dizajne janë të dobishme kur nevojiten gjerësi të ndryshme rrezesh në dy planet kryesore ose kur kufizimet mekanike favorizojnë një zgjerim në një plan të vetëm.
Antenë konike me brirë
Një bri konik zakonisht ushqehet nga një valëpërçues rrethor dhe ka një hapje rrethore. Ai mund të mbështesë kërkesat e rrezes simetrike rrotulluese dhe mund të konfigurohet për polarizim linear ose rrethor, varësisht nga ushqyerja dhe mënyra e ngacmimit.
Antenë me bri të valëzuar
Valëzimi përdoret për të kontrolluar rrymat sipërfaqësore dhe fushat e hapjes. Një bri i valëzuar i projektuar mirë mund të ofrojë një rreze simetrike, lobe anësore të ulëta dhe polarizim të ulët kryq, duke e bërë atë tërheqës për furnizime precize, sisteme komunikimi satelitor, radio astronomi dhe aplikime matjeje.
Antenë me dy brinjë dhe me brez të gjerë
Kreshtat modifikojnë shpërndarjen e fushës së valëpërçuesit dhe ulin frekuencën efektive të ndërprerjes, duke mundësuar një brez të gjerë operimi më të gjerë sesa shumë brirë konvencionalë me një modalitet. Brirët me brez të gjerë me dy brirë përdoren gjerësisht në testimin EMC, mbikëqyrjen, matjen me brez të gjerë dhe sistemet laboratorike. Përforcimi, modeli dhe VSWR i tyre duhet të rishikohen ende në të gjithë brezin sepse performanca e brezit të gjerë nuk është uniforme si parazgjedhje.
Antenë me brirë me polarizim të dyfishtë dhe të polarizuar rrethor
Brirët me polarizim të dyfishtë përdorin porta të ndara ose një strukturë ortomode për të mbështetur dy polarizime ortogonale. Brirët me polarizim rrethor përfshijnë një polarizues ose një strukturë modale të përshtatshme për të gjeneruar polarizim rrethor djathtas ose majtas. Specifikimet kryesore përfshijnë izolimin e portave, polarizimin kryq dhe raportin aksial.
Antena me brirë lentesh
Një bri lente vendos një lente elektromagnetike përpara aperturës së bririt për të formësuar frontin e fazës. Në varësi të dizajnit, lentet mund të rrisin drejtueshmërinë, të zvogëlojnë gjatësinë fizike të kërkuar për një aperturë të synuar ose të krijojnë një fushë të fokusuar për matjen e materialeve dhe aplikimet e fushës së afërt.
Avantazhet dhe Kufizimet e Antenave me Brirë
Avantazhet
- Rrezatimi i drejtuar me modele të parashikueshme të planit E dhe planit H
- Fitim i dobishëm mbi diapazonin e frekuencave të mikrovalëve dhe valëve milimetrike
- Efikasitet i mirë rrezatimi kur kontrollohen humbjet e përcjellësit dhe të tranzicionit
- Gjerësia e brezit operativ nga mesatarja në të gjerë, varësisht nga dizajni i borisë dhe furnizimit
- Kapacitet i lartë fuqie në konfigurime të përshtatshme të ushqyera me valëudhëzues
- Thjeshtësi mekanike dhe performancë e përsëritshme
- Disponueshmëria në konfigurime lineare, të dyfishta polarizuara dhe të polarizuara rrethore
Kufizime
- Madhësia fizike rritet me uljen e frekuencës ose rritjen e fitimit të kërkuar
- Një fitim shumë i lartë mund të kërkojë një aperturë të madhe ose një lente ose reflektor shtesë.
- Gabimi i fazës së aperturës mund të kufizojë fitimin dhe të ndikojë në performancën e lobit anësor
- Modelet me brez të gjerë mund të tregojnë ndryshime të rëndësishme në fitim dhe gjerësi rrezeje në të gjithë brezin.
- Polarizimi i saktë dhe kërkesat për lobe anësore të ulëta mund të rrisin kompleksitetin e projektimit dhe prodhimit.
Aplikimet e Antenës së Bririt
Matja dhe Kalibrimi i Antenës
Brirët e karakterizuar me fitim standard përdoren shpesh si antena referuese në matjet e fitimit, modelit të rrezatimit, polarizimit dhe diapazonit të antenës. Gjeometria e tyre e qëndrueshme dhe sjellja e kuptuar mirë janë të dobishme për punë laboratorike dhe metrologjike të përsëritshme.
Testimi EMC dhe EMI
Brirët me brez të gjerë përdoren për matjet e emetimit të rrezatuar dhe testimin e imunitetit të rrezatuar në diapazonin e frekuencave të mikrovalëve. Inxhinierët e testimit zgjedhin antenën sipas brezit të kërkuar, forcës së fushës, nivelit të fuqisë, ndryshimit të fitimit dhe të dhënave të kalibrimit.
Radari dhe teledeteksioni
Antenat me bri mund të shërbejnë si antena të drejtuara më vete ose si burime për reflektorët në sistemet e radarëve, imazheve, teledeteksionit dhe karakterizimit të materialeve. Forma e rrezes, pastërtia e polarizimit dhe kontrolli i lobeve anësore mund të jenë kritike në këto aplikime.
Komunikimi Satelitor dhe Pikë-me-Pikë
Antenat me bri përdoren si antena ushqyese dhe drejtuese në lidhjet me mikrovalë dhe valë milimetrike. Në varësi të sistemit, inxhinierët mund t'i japin përparësi fitimit, simetrisë së rrezes, polarizimit rrethor, polarizimit të ulët kryq ose mbrojtjes së mjedisit.
Ushqyesit e reflektorit dhe lenteve
Një bri mund të ndriçojë një reflektor parabolik ose një lente dielektrike. Përzgjedhja e modelit të furnizimit ndikon në ndriçimin e aperturës, përhapjen, efikasitetin, lobet anësore dhe modelin e përgjithshëm të rrezatimit të sistemit të kombinuar të antenës.
Si të zgjidhni një antenë me brirë
Filloni me të gjithë kërkesën e sistemit në vend që të zgjidhni vetëm sipas fitimit:
- Përcaktoni brezin operativ.Konfirmoni frekuencat minimale dhe maksimale dhe nëse kërkohet funksionim i vazhdueshëm apo me frekuencë të caktuar.
- Vendosni objektivin e fitimit dhe mbulimit.Krahasoni fitimin së bashku me gjerësinë e rrezes në planin E dhe në planin H në të gjithë brezin.
- Zgjidhni polarizimin.Zgjidhni polarizim linear, dy-linear, rrethor djathtas, rrethor majtas ose dy-rrethor sipas nevojës.
- Kontrolloni cilësinë e modelit.Rishikoni lobet anësore, polarizimin kryq, raportin aksial, performancën përpara-mbrapa dhe izolimin e porteve aty ku është e aplikueshme.
- Verifikoni përputhjen dhe ndërfaqen.Konfirmoni humbjen VSWR ose humbjen e kthimit, madhësinë e valëpërçuesit, standardin e flanxhës, llojin e lidhësit dhe montimin mekanik.
- Merrni parasysh fuqinë dhe mjedisin.Merrni parasysh fuqinë e transmetuesit, ciklin e punës, temperaturën, mbrojtjen nga moti, nevojat e radomit dhe kushtet e instalimit.
- Përdorni të dhënat e matura aty ku është e nevojshme.Për kalibrimin, testimin e përputhshmërisë dhe sistemet e precizionit, përdorni fletën e të dhënave specifike për modelin dhe të dhënat e matura të kalibrimit në vend që të mbështeteni në një përshkrim nominal të familjes.
Për një krahasim praktik të faktorëve të përzgjedhjes, shihUdhëzues për përzgjedhjen e antenës me bri RF MISOGjithashtu mund të shfletoni të plotëDiapazoni i antenës RF MISO me brirë.
Pyetje të Shpeshta
A e amplifikon një antenë me brirë një sinjal?
Jo. Një antenë me bri është një pajisje pasive. Përforcimi i saj vjen nga drejtimi i energjisë së transmetuar ose të marrë, jo nga amplifikimi elektronik.
A janë të gjitha antenat me brirë me brez të gjerë?
Jo. Shumë antena me brirë ofrojnë një gjerësi bande të dobishme, por diapazoni aktual varet nga furnizimi, mënyrat e valëpërçuesit, gjeometria e shpërthimit, struktura e përputhjes dhe rrjeti i polarizimit. Brirët me dy brinjë janë projektuar posaçërisht për gjerësi bande më të gjera.
Çfarë përcakton përforcimin e antenës me brirë?
Përforcimi ndikohet nga madhësia e aperturës elektrike, efikasiteti i aperturës, shpërndarja e fazës dhe amplitudës, humbja e përcjellësit dhe frekuenca. Një aperturë elektrike më e madhe në përgjithësi mbështet drejtueshmëri më të lartë, por kërkohet kontroll i mirë i fushës për të kthyer madhësinë e aperturës në një përforcim të dobishëm.
Cili është ndryshimi midis një briri me përforcim standard dhe një briri me brez të gjerë?
Një bri me fitim standard është projektuar për të ofruar fitim të parashikueshëm dhe të karakterizuar mirë mbi brezin e tij të specifikuar dhe shpesh përdoret si referencë matjeje. Një bri me brez të gjerë i jep përparësi funksionimit në një gamë më të gjerë frekuencash, me fitim dhe gjerësi rrezeje që mund të ndryshojnë më ndjeshëm në atë gamë.
Punoni me RF MISO
RF MISO furnizon antena standarde dhe të personalizuara me bri për aplikime me mikrovalë dhe valë milimetrike, duke përfshirë dizajne piramidale, konike, me brez të gjerë, të valëzuara, me dy polarizime, të polarizuara rrethore dhe me bri lente. Përzgjedhja duhet të bazohet gjithmonë në diapazonin e frekuencës, fitimin, modelin, polarizimin, VSWR, ndërfaqen dhe kërkesat mjedisore specifike të modelit.
Eksploroni tonënproduktet e antenës me brirë or kontaktoni RF MISOpër të diskutuar aplikimin tuaj dhe kërkesat teknike.
Referenca dhe Lexime të Mëtejshme
Koha e postimit: 28 Mars 2024
