1. Antenlere Giriş
Anten, Şekil 1'de gösterildiği gibi boş alan ile iletim hattı arasında bir geçiş yapısıdır. İletim hattı, bir kaynaktan elektromanyetik enerjiyi iletmek için kullanılan koaksiyel bir hat veya içi boş bir tüp (dalga kılavuzu) formunda olabilir. bir antene veya bir antenden bir alıcıya. Birincisi verici anten, ikincisi ise alıcı antendir.
Şekil 1 Elektromanyetik enerji iletim yolu (kaynak-iletim hattı-antensiz alan)
Anten sisteminin Şekil 1'deki iletim modunda iletimi, Şekil 2'de gösterildiği gibi Thevenin eşdeğeri ile temsil edilir; burada kaynak ideal bir sinyal üreteci ile temsil edilir, iletim hattı karakteristik empedansı Zc olan bir hat ile temsil edilir ve anten bir ZA yüküyle temsil edilir [ZA = (RL + Rr) + jXA]. Yük direnci RL, anten yapısıyla ilişkili iletim ve dielektrik kayıpları temsil ederken Rr, antenin radyasyon direncini temsil eder ve reaktans XA, anten radyasyonuyla ilişkili empedansın sanal kısmını temsil etmek için kullanılır. İdeal koşullar altında, sinyal kaynağı tarafından üretilen tüm enerji, antenin radyasyon kapasitesini temsil eden Rr radyasyon direncine aktarılmalıdır. Ancak pratik uygulamalarda iletim hattı ve antenin özelliklerinden dolayı iletken-dielektrik kayıpları olduğu gibi, iletim hattı ile anten arasında yansımadan (uyumsuzluktan) kaynaklanan kayıplar da bulunmaktadır. Kaynağın iç empedansı dikkate alınarak iletim hattı ve yansıma (uyumsuzluk) kayıpları göz ardı edilerek konjuge uyum altında antene maksimum güç sağlanır.
Şekil 2
İletim hattı ile anten arasındaki uyumsuzluk nedeniyle, arayüzden yansıyan dalga, kaynaktan antene gelen dalga ile üst üste bindirilerek enerji konsantrasyonunu ve depolamayı temsil eden ve tipik bir rezonans cihazı olan duran bir dalga oluşturur. Tipik bir duran dalga modeli Şekil 2'de noktalı çizgi ile gösterilmektedir. Anten sistemi uygun şekilde tasarlanmadığı takdirde iletim hattı, bir dalga kılavuzu ve enerji iletim cihazı olmaktan ziyade, büyük ölçüde bir enerji depolama elemanı olarak görev yapabilir.
İletim hattı, anten ve duran dalgalardan kaynaklanan kayıplar istenmeyen bir durumdur. Düşük kayıplı iletim hatları seçilerek hat kayıpları en aza indirilebilirken, Şekil 2'de RL ile temsil edilen kayıp direnci azaltılarak anten kayıpları azaltılabilir. hattın karakteristik empedansına sahip anten (yük).
Kablosuz sistemlerde, enerjinin alınması veya iletilmesinin yanı sıra, belirli yönlerde yayılan enerjiyi arttırmak ve diğer yönlerde yayılan enerjiyi bastırmak için de antenlere genellikle ihtiyaç duyulur. Bu nedenle algılama cihazlarının yanı sıra yön bulma cihazı olarak antenlerin de kullanılması gerekmektedir. Antenler belirli ihtiyaçları karşılamak için çeşitli şekillerde olabilir. Bu bir tel, bir açıklık, bir yama, bir eleman düzeneği (dizi), bir reflektör, bir mercek vb. olabilir.
Kablosuz iletişim sistemlerinde antenler en kritik bileşenlerden biridir. İyi anten tasarımı sistem gereksinimlerini azaltabilir ve genel sistem performansını iyileştirebilir. Klasik bir örnek, yüksek performanslı antenler kullanılarak yayın alımının iyileştirilebildiği televizyondur. İnsanlar için gözler ne ise, iletişim sistemleri için de antenler odur.
2. Anten Sınıflandırması
1. Tel Anten
Tel antenler en yaygın anten türlerinden biridir çünkü neredeyse her yerde bulunurlar - arabalar, binalar, gemiler, uçaklar, uzay araçları vb. Tel antenlerin düz çizgi (dipol), döngü, spiral gibi çeşitli şekilleri vardır. Şekil 3'te gösterildiği gibi. Döngü antenlerinin yalnızca dairesel olması gerekmez. Dikdörtgen, kare, oval veya başka şekillerde olabilirler. Dairesel anten, basit yapısından dolayı en yaygın olanıdır.
Şekil 3
2. Diyafram Antenleri
Açıklıklı antenler, daha karmaşık anten biçimlerine olan talebin artması ve daha yüksek frekansların kullanılması nedeniyle daha büyük bir rol oynamaktadır. Açıklıklı antenlerin bazı biçimleri (piramidal, konik ve dikdörtgen boynuzlu antenler) Şekil 4'te gösterilmektedir. Bu tür antenler, uçağın veya uzay aracının dış kabuğuna çok uygun bir şekilde monte edilebildikleri için uçak ve uzay aracı uygulamaları için çok kullanışlıdır. Ayrıca zorlu ortamlardan korunmaları için dielektrik malzeme tabakasıyla kaplanabilirler.
Şekil 4
3. Mikroşerit anten
Mikroşerit antenler 1970'li yıllarda özellikle uydu uygulamaları için oldukça popüler hale geldi. Anten dielektrik bir alt tabaka ve metal bir yamadan oluşur. Metal yama birçok farklı şekle sahip olabilir ve Şekil 5'te gösterilen dikdörtgen yama anteni en yaygın olanıdır. Mikroşerit antenler düşük profile sahiptir, düzlemsel ve düzlemsel olmayan yüzeyler için uygundur, üretimi basit ve ucuzdur, sert yüzeylere monte edildiğinde yüksek sağlamlığa sahiptir ve MMIC tasarımlarıyla uyumludur. Uçakların, uzay araçlarının, uyduların, füzelerin, arabaların ve hatta mobil cihazların yüzeyine monte edilebilirler ve uyumlu olarak tasarlanabilirler.
Şekil 5
4. Dizi Anteni
Birçok uygulamanın gerektirdiği radyasyon karakteristikleri tek bir anten elemanı ile sağlanamayabilir. Anten dizileri, bir veya daha fazla spesifik yönde maksimum radyasyon üretecek şekilde sentezlenen elementlerden radyasyon üretebilir; tipik bir örnek Şekil 6'da gösterilmektedir.
Şekil 6
5. Reflektör Anteni
Uzay araştırmalarının başarısı aynı zamanda anten teorisinin de hızla gelişmesine yol açtı. Ultra uzun mesafeli iletişim ihtiyacı nedeniyle, milyonlarca kilometre uzaktaki sinyalleri iletmek ve almak için son derece yüksek kazançlı antenlerin kullanılması gerekiyor. Bu uygulamada yaygın olarak kullanılan anten şekli, Şekil 7'de gösterilen parabolik antendir. Bu tip antenin çapı 305 metre veya daha fazladır ve milyonlarca sinyalin iletilmesi veya alınması için gereken yüksek kazancın elde edilmesi için bu kadar büyük bir boyut gereklidir. kilometrelerce uzakta. Reflektörün başka bir şekli, Şekil 7 (c)'de gösterildiği gibi köşe reflektörüdür.
Şekil 7
6. Mercek Antenleri
Lensler öncelikle, istenmeyen radyasyon yönlerinde yayılmasını önlemek için olay saçılan enerjiyi yönlendirmek için kullanılır. Merceğin geometrisini uygun şekilde değiştirerek ve doğru malzemeyi seçerek, çeşitli ıraksak enerji biçimlerini düzlem dalgalara dönüştürebilirler. Özellikle yüksek frekanslarda parabolik reflektör antenler gibi çoğu uygulamada kullanılabilirler ve düşük frekanslarda boyutları ve ağırlıkları çok büyük olur. Mercek antenleri, bazıları Şekil 8'de gösterilen yapı malzemelerine veya geometrik şekillerine göre sınıflandırılır.
Şekil 8
Antenler hakkında daha fazla bilgi edinmek için lütfen şu adresi ziyaret edin:
Gönderim zamanı: Temmuz-19-2024
