1. Антенналарға кіріспе
Антенна - 1-суретте көрсетілгендей, бос кеңістік пен тарату желісі арасындағы өтпелі құрылым. Тарату желісі коаксиалды желі немесе қуыс түтік (толқын өткізгіш) түрінде болуы мүмкін, ол электромагниттік энергияны көзден антеннаға немесе антеннадан қабылдағышқа беру үшін қолданылады. Біріншісі - таратушы антенна, ал екіншісі - қабылдаушы антенна.
1-сурет Электромагниттік энергия беру жолы (көз-тарату желісі-антеннасыз кеңістік)
1-суреттегі беру режиміндегі антенна жүйесінің берілуі 2-суретте көрсетілгендей Тевенин эквиваленті арқылы көрсетілген, мұндағы көз идеалды сигнал генераторымен, беру желісі Zc тән кедергісі бар сызықпен, ал антенна ZA [ZA = (RL + Rr) + jXA] жүктемесімен көрсетілген. Жүктеме кедергісі RL антенна құрылымымен байланысты өткізгіштік пен диэлектрлік шығындарды, ал Rr антеннаның сәулелену кедергісін білдіреді, ал XA реактивті кедергісі антенна сәулеленуімен байланысты кедергінің жорамал бөлігін көрсету үшін қолданылады. Идеалды жағдайларда сигнал көзінен өндірілген барлық энергия антеннаның сәулелену қабілетін көрсету үшін қолданылатын сәулелену кедергісі Rr-ге берілуі керек. Дегенмен, практикалық қолданыстарда беру желісі мен антеннаның сипаттамаларына байланысты өткізгіш-диэлектрлік шығындар, сондай-ақ беру желісі мен антенна арасындағы шағылысу (сәйкессіздік) салдарынан болатын шығындар бар. Дереккөздің ішкі кедергісін ескере отырып және тарату желісі мен шағылысу (сәйкессіздік) шығындарын ескермей, конъюгат сәйкестендіру кезінде антеннаға максималды қуат беріледі.
2-сурет
Тарату желісі мен антенна арасындағы сәйкессіздікке байланысты, интерфейстен шағылысқан толқын көзден антеннаға түсетін толқынмен қабаттасып, энергия концентрациясы мен сақталуын білдіретін және типтік резонанстық құрылғы болып табылатын тұрақты толқынды құрайды. Типтік тұрақты толқын үлгісі 2-суретте нүктелі сызықпен көрсетілген. Егер антенна жүйесі дұрыс жобаланбаған болса, тарату желісі толқын өткізгіш және энергия беру құрылғысы ретінде емес, көп жағдайда энергия сақтау элементі ретінде қызмет ете алады.
Тарату желісі, антенна және тұрақты толқындар тудыратын шығындар қалаусыз. Желілік шығындарды төмен шығынды тарату желілерін таңдау арқылы азайтуға болады, ал антенналық шығындарды 2-суретте RL арқылы көрсетілген шығын кедергісін азайту арқылы азайтуға болады. Тұрақты толқындарды азайтуға және желідегі энергия сақтауды антеннаның кедергісін (жүктемені) желінің сипаттамалық кедергісімен сәйкестендіру арқылы азайтуға болады.
Сымсыз жүйелерде энергияны қабылдау немесе берумен қатар, әдетте белгілі бір бағыттардағы сәулелену энергиясын күшейту және басқа бағыттардағы сәулелену энергиясын басу үшін антенналар қажет. Сондықтан, анықтау құрылғыларынан басқа, антенналар бағыттаушы құрылғылар ретінде де пайдаланылуы керек. Антенналар нақты қажеттіліктерді қанағаттандыру үшін әртүрлі формада болуы мүмкін. Ол сым, диафрагма, патч, элемент жинағы (массив), шағылыстырғыш, линза және т.б. болуы мүмкін.
Сымсыз байланыс жүйелерінде антенналар ең маңызды компоненттердің бірі болып табылады. Антеннаның жақсы дизайны жүйе талаптарын азайтып, жүйенің жалпы өнімділігін жақсарта алады. Классикалық мысал - теледидар, мұнда хабар таратуды қабылдауды жоғары өнімді антенналарды пайдалану арқылы жақсартуға болады. Антенналар байланыс жүйелері үшін адамдар үшін көз сияқты.
2. Антеннаның жіктелуі
1. Сымды антенна
Сымды антенналар антенналардың ең көп таралған түрлерінің бірі болып табылады, себебі олар барлық жерде дерлік кездеседі - автомобильдер, ғимараттар, кемелер, ұшақтар, ғарыш кемелері және т.б. Сымды антенналардың әртүрлі пішіндері бар, мысалы, түзу сызық (диполь), ілмек, спираль, 3-суретте көрсетілгендей. Ілмек антенналары тек дөңгелек болуы керек емес. Олар тікбұрышты, шаршы, сопақша немесе кез келген басқа пішінде болуы мүмкін. Дөңгелек антенна қарапайым құрылымына байланысты ең көп таралған.
3-сурет
2. Диафрагмалық антенналар
Диафрагмалық антенналар күрделірек антенна түрлеріне сұраныстың артуына және жоғары жиіліктерді пайдалануға байланысты үлкен рөл атқаруда. Диафрагмалық антенналардың кейбір түрлері (пирамидалық, конустық және тікбұрышты мүйізді антенналар) 4-суретте көрсетілген. Антеннаның бұл түрі ұшақтар мен ғарыш кемелерін қолдану үшін өте пайдалы, себебі оларды ұшақтың немесе ғарыш кемесінің сыртқы қабығына өте ыңғайлы түрде орнатуға болады. Сонымен қатар, оларды қатал ортадан қорғау үшін диэлектрлік материал қабатымен жабуға болады.
4-сурет
3. Микрожолақты антенна
Микрожолақты антенналар 1970 жылдары, негізінен спутниктік қолданбалар үшін өте танымал болды. Антенна диэлектрлік негіз бен металл патчтан тұрады. Металл патчтың әртүрлі пішіндері болуы мүмкін, ал 5-суретте көрсетілген тікбұрышты патч антеннасы ең көп таралған. Микрожолақты антенналардың профилі төмен, жазық және жазық емес беттерге жарамды, өндіру қарапайым және арзан, қатты беттерге орнатылған кезде жоғары беріктікке ие және MMIC конструкцияларымен үйлесімді. Оларды ұшақтардың, ғарыш кемелерінің, спутниктердің, зымырандардың, автомобильдердің және тіпті мобильді құрылғылардың бетіне орнатуға болады және конформды түрде жобалануы мүмкін.
5-сурет
4. Массивтік антенна
Көптеген қолданбалар талап ететін сәулелену сипаттамаларына бір ғана антенна элементі қол жеткізе алмауы мүмкін. Антенна массивтері элементтерден синтезделген сәулеленуді бір немесе бірнеше нақты бағытта максималды сәулелену өндіру үшін жасай алады, типтік мысал 6-суретте көрсетілген.
6-сурет
5. Шағылыстырғыш антенна
Ғарышты зерттеудің табысы антенна теориясының тез дамуына да әкелді. Өте алыс қашықтықтағы байланыс қажеттілігіне байланысты миллиондаған шақырым қашықтықтағы сигналдарды тарату және қабылдау үшін өте жоғары күшейткіш антенналар қолданылуы керек. Бұл қолданыста антеннаның кең таралған түрі - 7-суретте көрсетілген параболалық антенна. Бұл типтегі антеннаның диаметрі 305 метр немесе одан да көп, және мұндай үлкен өлшем миллиондаған шақырым қашықтықтағы сигналдарды тарату немесе қабылдау үшін қажетті жоғары күшейткішке жету үшін қажет. Шағылыстырғыштың тағы бір түрі - 7 (c) суретте көрсетілгендей бұрыштық шағылыстырғыш.
7-сурет
6. Линза антенналары
Линзалар негізінен түскен шашыраңқы энергияны коллимациялау үшін қолданылады, бұл оның қажетсіз сәулелену бағыттарына таралуына жол бермейді. Линзаның геометриясын тиісті түрде өзгерту және дұрыс материалды таңдау арқылы олар әртүрлі дивергентті энергия түрлерін жазық толқындарға айналдыра алады. Оларды параболалық шағылыстырғыш антенналар сияқты көптеген қолданбаларда, әсіресе жоғары жиіліктерде қолдануға болады, ал олардың өлшемі мен салмағы төменгі жиіліктерде өте үлкен болады. Линза антенналары құрылыс материалдарына немесе геометриялық пішіндеріне қарай жіктеледі, олардың кейбіреулері 8-суретте көрсетілген.
8-сурет
Антенналар туралы көбірек білу үшін мына сайтқа кіріңіз:
Жарияланған уақыты: 19 шілде 2024 ж.
