1. Introduktion til antenner
En antenne er en overgangsstruktur mellem frit rum og en transmissionslinje, som vist i figur 1. Transmissionslinjen kan være i form af en koaksialledning eller et hult rør (bølgeleder), der bruges til at transmittere elektromagnetisk energi fra en kilde til en antenne eller fra en antenne til en modtager. Førstnævnte er en sendeantenne, og sidstnævnte er en modtageantenne.antenne.
Figur 1 Elektromagnetisk energitransmissionsvej
Antennesystemets transmission i transmissionstilstanden i figur 1 er repræsenteret af Thevenin-ækvivalenten som vist i figur 2, hvor kilden er repræsenteret af en ideel signalgenerator, transmissionslinjen er repræsenteret af en linje med karakteristisk impedans Zc, og antennen er repræsenteret af en belastning ZA [ZA = (RL + Rr) + jXA]. Belastningsmodstanden RL repræsenterer lednings- og dielektriske tab forbundet med antennestrukturen, mens Rr repræsenterer antennens strålingsmodstand, og reaktansen XA bruges til at repræsentere den imaginære del af impedansen forbundet med antennestrålingen. Under ideelle forhold bør al den energi, der genereres af signalkilden, overføres til strålingsmodstanden Rr, som bruges til at repræsentere antennens strålingsevne. I praktiske anvendelser er der imidlertid leder-dielektriske tab på grund af transmissionslinjens og antennens egenskaber, samt tab forårsaget af refleksion (mismatch) mellem transmissionslinjen og antennen. I betragtning af kildens interne impedans og ignorering af transmissionslinjens og refleksions- (mismatch) tab, leveres den maksimale effekt til antennen under konjugeret matching.
Figur 2
På grund af uoverensstemmelsen mellem transmissionslinjen og antennen overlejres den reflekterede bølge fra grænsefladen med den indfaldende bølge fra kilden til antennen, hvilket danner en stående bølge, som repræsenterer energikoncentration og -lagring og er en typisk resonant enhed. Et typisk stående bølgemønster er vist med den stiplede linje i figur 2. Hvis antennesystemet ikke er korrekt designet, kan transmissionslinjen i vid udstrækning fungere som et energilagringselement snarere end en bølgeleder- og energitransmissionsenhed.
Tab forårsaget af transmissionslinjen, antennen og stående bølger er uønskede. Linjetab kan minimeres ved at vælge transmissionslinjer med lavt tab, mens antennetab kan reduceres ved at reducere tabsmodstanden repræsenteret af RL i figur 2. Stående bølger kan reduceres, og energilagring i linjen kan minimeres ved at matche antennens impedans (belastning) med linjens karakteristiske impedans.
I trådløse systemer er antenner, udover at modtage eller sende energi, normalt nødvendige for at forstærke udstrålet energi i bestemte retninger og undertrykke udstrålet energi i andre retninger. Derfor skal antenner, udover detektionsenheder, også bruges som retningsbestemte enheder. Antenner kan have forskellige former for at opfylde specifikke behov. Det kan være en ledning, en åbning, et patch, en elementsamling (array), en reflektor, en linse osv.
I trådløse kommunikationssystemer er antenner en af de mest kritiske komponenter. Godt antennedesign kan reducere systemkravene og forbedre den samlede systemydelse. Et klassisk eksempel er fjernsyn, hvor modtagelse af udsendelser kan forbedres ved at bruge højtydende antenner. Antenner er for kommunikationssystemer, hvad øjne er for mennesker.
2. Antenneklassificering
Hornantennen er en plan antenne, en mikrobølgeantenne med et cirkulært eller rektangulært tværsnit, der gradvist åbner sig ved enden af bølgelederen. Det er den mest anvendte type mikrobølgeantenne. Dens strålingsfelt bestemmes af størrelsen af hornets blændeåbning og udbredelsestypen. Blandt disse kan hornvæggens indflydelse på strålingen beregnes ved hjælp af princippet om geometrisk diffraktion. Hvis hornets længde forbliver uændret, vil blændestørrelsen og den kvadratiske faseforskel stige med stigende hornåbningsvinkel, men forstærkningen vil ikke ændre sig med blændestørrelsen. Hvis hornets frekvensbånd skal udvides, er det nødvendigt at reducere refleksionen ved hornets hals og blænde; refleksionen vil falde, når blændestørrelsen øges. Hornantennens struktur er relativt enkel, og strålingsmønsteret er også relativt enkelt og let at kontrollere. Den bruges generelt som en mellemretningsantenne. Parabolske reflektorhornantenner med bred båndbredde, lave sidelober og høj effektivitet bruges ofte i mikrobølgerelækommunikation.
RM-DCPHA105145-20 (10,5-14,5 GHz)
RM-BDHA1850-20 (18-50 GHz)
RM-SGHA430-10 (1,70-2,60 GHz)
2. Mikrostripantenne
Strukturen af en mikrostripantenne består generelt af et dielektrisk substrat, en radiator og et jordplan. Tykkelsen af det dielektriske substrat er meget mindre end bølgelængden. Det tynde metallag i bunden af substratet er forbundet med jordplanet, og det tynde metallag med en specifik form er lavet på forsiden gennem en fotolitografiproces som en radiator. Radiatorens form kan ændres på mange måder efter behov.
Fremkomsten af mikrobølgeintegrationsteknologi og nye fremstillingsprocesser har fremmet udviklingen af mikrostripantenner. Sammenlignet med traditionelle antenner er mikrostripantenner ikke kun små i størrelse, lette i vægt, lave i profil, nemme at tilpasse, men også nemme at integrere, lave i omkostninger, egnede til masseproduktion og har også fordelene ved diversificerede elektriske egenskaber.
RM-MA424435-22 (4,25-4,35 GHz)
RM-MA25527-22 (25,5-27 GHz)
Bølgelederspalteantennen er en antenne, der bruger spalterne i bølgelederstrukturen til at opnå stråling. Den består normalt af to parallelle metalplader, der danner en bølgeleder med et smalt mellemrum mellem de to plader. Når elektromagnetiske bølger passerer gennem bølgelederspalten, vil der opstå et resonansfænomen, hvorved der genereres et stærkt elektromagnetisk felt nær spalten for at opnå stråling. På grund af sin enkle struktur kan bølgelederspalteantennen opnå bredbånds- og højeffektiv stråling, så den er meget anvendt i radar, kommunikation, trådløse sensorer og andre felter i mikrobølge- og millimeterbølgebånd. Dens fordele omfatter høj strålingseffektivitet, bredbåndsegenskaber og god anti-interferensevne, så den er foretrukket af ingeniører og forskere.
RM-PA7087-43 (71-86 GHz)
RM-PA1075145-32 (10,75-14,5 GHz)
RM-SWA910-22 (9-10 GHz)
En bikonisk antenne er en bredbåndsantenne med en bikonisk struktur, der er kendetegnet ved et bredt frekvensrespons og høj strålingseffektivitet. De to koniske dele af den bikoniske antenne er symmetriske i forhold til hinanden. Gennem denne struktur kan effektiv stråling i et bredt frekvensbånd opnås. Den bruges normalt inden for områder som spektrumanalyse, strålingsmåling og EMC-testning (elektromagnetisk kompatibilitet). Den har god impedanstilpasning og strålingsegenskaber og er velegnet til anvendelsesscenarier, der skal dække flere frekvenser.
RM-BCA2428-4(24-28 GHz)
RM-BCA218-4 (2-18 GHz)
Spiralantenne er en bredbåndsantenne med en spiralstruktur, der er kendetegnet ved bred frekvensrespons og høj strålingseffektivitet. Spiralantenne opnår polarisationsdiversitet og bredbåndsstrålingsegenskaber gennem strukturen af spiralspoler og er velegnet til radar, satellitkommunikation og trådløse kommunikationssystemer.
RM-PSA0756-3 (0,75-6 GHz)
RM-PSA218-2R (2-18 GHz)
For at lære mere om antenner, besøg venligst:
Opslagstidspunkt: 14. juni 2024
