1. Antenlere Giriş
Bir anten, Şekil 1'de gösterildiği gibi, serbest alan ile bir iletim hattı arasındaki bir geçiş yapısıdır. İletim hattı, bir kaynaktan bir antene veya bir antenden bir alıcıya elektromanyetik enerji iletmek için kullanılan bir koaksiyel hat veya içi boş bir tüp (dalga kılavuzu) biçiminde olabilir. Birincisi bir iletim antenidir ve ikincisi bir alıcı antenidir.
Şekil 1 Elektromanyetik enerji iletim yolu (kaynak-iletim hattı-anten-serbest alan)
Şekil 1'deki iletim modunda anten sisteminin iletimi, Şekil 2'de gösterildiği gibi Thevenin eşdeğeri ile temsil edilir; burada kaynak ideal bir sinyal üreteci, iletim hattı karakteristik empedans Zc olan bir hat ve anten bir yük ZA [ZA = (RL + Rr) + jXA] ile temsil edilir. Yük direnci RL, anten yapısıyla ilişkili iletim ve dielektrik kayıplarını 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 kabiliyetini temsil etmek için kullanılan radyasyon direnci Rr'ye aktarılmalıdır. Ancak pratik uygulamalarda, iletim hattının ve antenin karakteristiklerinden kaynaklanan iletken-dielektrik kayıpları ve iletim hattı ile anten arasındaki yansımadan (uyumsuzluk) kaynaklanan kayıplar vardır. Kaynağın iç empedansı dikkate alınarak, iletim hattı ve yansıma (uyumsuzluk) kayıpları göz ardı edilerek, eşlenik uyumlama altında antene maksimum güç sağlanır.
Şekil 2
İletim hattı ile anten arasındaki uyumsuzluk nedeniyle, arayüzden yansıyan dalga, kaynaktan antene gelen olay dalgasıyla üst üste binerek enerji konsantrasyonunu ve depolamayı temsil eden ve tipik bir rezonans aygıtı olan duran bir dalga oluşturur. Tipik bir duran dalga deseni, Şekil 2'deki noktalı çizgiyle gösterilmiştir. Anten sistemi düzgün bir şekilde tasarlanmazsa, iletim hattı bir dalga kılavuzu ve enerji iletim aygıtı olmaktan ziyade büyük ölçüde bir enerji depolama elemanı olarak işlev görebilir.
İletim hattı, anten ve duran dalgaların neden olduğu kayıplar istenmeyen kayıplardır. Hat kayıpları düşük kayıplı iletim hatları seçilerek en aza indirilebilirken, anten kayıpları Şekil 2'de RL ile gösterilen kayıp direncini azaltarak azaltılabilir. Duran dalgalar azaltılabilir ve hattaki enerji depolaması, antenin (yükün) empedansının hattın karakteristik empedansıyla eşleştirilmesiyle en aza indirilebilir.
Kablosuz sistemlerde, enerji alma veya iletmenin yanı sıra, antenler genellikle belirli yönlerde yayılan enerjiyi artırmak ve diğer yönlerde yayılan enerjiyi bastırmak için gereklidir. Bu nedenle, algılama cihazlarına ek olarak, antenler aynı zamanda yönsel cihazlar olarak da kullanılmalıdır. Antenler, belirli ihtiyaçları karşılamak için çeşitli biçimlerde olabilir. Bir tel, bir açıklık, bir yama, bir eleman düzeneği (dizi), bir reflektör, bir lens vb. olabilir.
Kablosuz iletişim sistemlerinde antenler en kritik bileşenlerden biridir. İyi anten tasarımı sistem gereksinimlerini azaltabilir ve genel sistem performansını iyileştirebilir. Klasik bir örnek televizyondur; burada yüksek performanslı antenler kullanılarak yayın alımı iyileştirilebilir. Antenler iletişim sistemleri için gözler insanlar için neyse odur.
2. Anten Sınıflandırması
1. Tel Anten
Tel antenler, hemen hemen her yerde bulundukları için en yaygın anten türlerinden biridir - arabalar, binalar, gemiler, uçaklar, uzay araçları, vb. Şekil 3'te gösterildiği gibi düz çizgi (dipol), döngü, spiral gibi çeşitli tel anten şekilleri vardır. Döngü antenlerinin yalnızca dairesel olması gerekmez. Dikdörtgen, kare, oval veya başka herhangi bir şekilde olabilirler. Dairesel anten, basit yapısı nedeniyle en yaygın olanıdır.
Şekil 3
2. Açıklık Antenleri
Diyafram antenleri, daha karmaşık anten formlarına olan talebin artması ve daha yüksek frekansların kullanılması nedeniyle daha büyük bir rol oynamaktadır. Diyafram antenlerinin bazı formları (piramidal, konik ve dikdörtgen boynuz antenler) Şekil 4'te gösterilmiştir. Bu tip antenler, uçak ve uzay aracı uygulamaları için çok kullanışlıdır çünkü uçağın veya uzay aracının dış kabuğuna çok rahat bir şekilde monte edilebilirler. Ayrıca, zorlu ortamlardan korunmak için bir dielektrik malzeme tabakasıyla kaplanabilirler.
Şekil 4
3. Mikroşerit anten
Mikroşerit antenler 1970'lerde, özellikle uydu uygulamaları için çok 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 anten 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. Uçak, uzay aracı, uydu, füze, araba ve hatta mobil cihazların yüzeyine monte edilebilir ve uyumlu şekilde tasarlanabilir.
Şekil 5
4. Dizi Anten
Birçok uygulama tarafından ihtiyaç duyulan radyasyon özellikleri tek bir anten elemanı tarafından elde edilemeyebilir. Anten dizileri, sentezlenen elemanlardan gelen radyasyonu bir veya daha fazla belirli yönde maksimum radyasyon üretecek şekilde yapabilir, tipik bir örnek Şekil 6'da gösterilmiştir.
Şekil 6
5. Reflektör Anten
Uzay araştırmalarının başarısı aynı zamanda anten teorisinin hızla gelişmesine de yol açmıştır. Ultra uzun mesafeli iletişime duyulan ihtiyaç nedeniyle, milyonlarca mil öteden sinyalleri iletmek ve almak için son derece yüksek kazançlı antenler kullanılmalıdır. Bu uygulamada, yaygın bir anten biçimi Şekil 7'de gösterilen parabolik antendir. Bu tip antenin çapı 305 metre veya daha fazladır ve milyonlarca mil öteden sinyalleri iletmek veya almak için gereken yüksek kazancı elde etmek için böylesine büyük bir boyut gereklidir. Bir diğer reflektör biçimi, Şekil 7 (c)'de gösterildiği gibi köşe reflektördür.
Şekil 7
6. Lens Antenleri
Mercekler, öncelikle istenmeyen radyasyon yönlerine yayılmasını önlemek için olay saçılmış enerjiyi kolime etmek için kullanılır. Merceğin geometrisini uygun şekilde değiştirerek ve doğru malzemeyi seçerek, çeşitli ıraksak enerji biçimlerini düzlem dalgalara dönüştürebilirler. Parabolik reflektör antenler gibi çoğu uygulamada kullanılabilirler, özellikle daha yüksek frekanslarda ve boyutları ve ağırlıkları daha düşük frekanslarda çok büyük hale gelir. 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:
Gönderi zamanı: 19-Tem-2024
