Antena je kovinska naprava, ki se uporablja za oddajanje in sprejemanje radijskih elektromagnetnih signalov, kjer ti signali predstavljajo nekaj informacij. Radijski sprejemniki so zasnovani predvsem za brezžično komunikacijo za oddajanje mikrovalovnih in radijskih signalov. Na splošno so antene na voljo v različnih velikostih in oblikah. Obstaja veliko razlogov za uporabo anten, vendar je glavni razlog zagotoviti preprost način za prenos signalov ali podatkov. Obstajajo različne vrste anten na voljo kot Yagi Uda , Zaslonka, reflektor, žična antena in še veliko več. Ta članek obravnava eno od vrst antene žična antena – delo z aplikacijami.
Opredelitev žične antene
Žična antena je vrsta radijske antene, ki vključuje dolgo žico, ki visi nad tlemi. Žica v anteni sprejema signale in jih seva naprej. Pri tej anteni dolžina žične antene ni povezana z njeno valovno dolžino. Žica je preprosto povezana z oddajnikom ali sprejemnikom prek sprejemnika antene za oddajanje ali sprejemanje signalov. Te antene so dobro znane zaradi enostavne namestitve in prenosljivosti. Shema žične antene je prikazana spodaj.
Zasnova žične antene
Konstrukcija anten z dolgimi žicami je preprosta, ker je dolžina te žične antene večkratnik λ/2. Na splošno so antene z dolžino λ/2 ali λ/4 znane kot polvalovna dipolna antena . Toda antena, ki ima dolžino večjo od λ/2, je znana kot a dolga žična antena . Tako se dolžina antene z dolgo žico šteje za večkratnik polovične valovne dolžine. Torej je dolžina antene z dolgo žico podana kot (L = n λ/2).
Te žice so razporejene navpično ali vodoravno, vendar je smer včasih nepravilna glede na tla. Zunanje vzbujanje te antene je zagotovljeno skozi napajalne napeljave, kjer je napajalna napeljava preprosto na koncu, v sredini ali kjer koli na sredini dolžine žice.
Tukaj je polarizacija žične antene prikazana s smerjo antene glede na tla. Položaj dovodne točke predstavlja smer režnja. V tej preprosti konstrukciji žične antene je preprosta prevodna žica povezana od konca do konca med oddajnimi in sprejemnimi postajami. Tako bo neposredna dolga žična povezava med obema koncema omogočila signal iz oddajne postaje in oddajala signal, tako da ga bo mogoče dobiti na preostalem koncu.
Kako deluje žična antena?
Antena z dolgo žico je kombinacija več polvalovnih dipolov; torej je njeno načelo delovanja enako kot pri polvalovni dipolni anteni. Torej je dolžina teh anten večja v primerjavi s polovično valovno dolžino. Torej, ko je dolga prevodna žica preprosto vzburjena z vhodno napetostjo, se bodo nosilci naboja nato premaknili glede na polovico uporabljenega signala. Če se uporabi prva polovica signala, bodo nosilci naboja občutili privlačno silo, medtem ko bodo nosilci naboja, če je uporabljen negativni pol cikla, doživeli odboj. Torej kumulativno delovanje tega nosilca naboja v prevodniku povzroči nestabilno električno polje. Zato se signal na ta način oddaja na drugem koncu skozi dolgo žično anteno.
Antena z dolgo žico je daljša od polovične valovne dolžine. Ko se dolžina dolge žične antene poveča, bo tudi usmerjenost boljša. Pri anteni z dolgo žico je opazno, da je; pri najnižji frekvenci delovanja se na splošno dolžina šteje za polovično valovno dolžino in na koncu je zagotovljeno zunanje napajanje.
Vrste žičnih anten
Te antene so razvrščene v različne vrste in vsaka vrsta je obravnavana spodaj.
Kratka dipolna antena
Preprosta oblika žične antene je kratka dipolna antena. To je odprto vezje, kjer se signal ali podatki dovajajo znotraj centra. Pri tej anteni se izraz 'kratek' ne nanaša na velikost antene, ampak v bistvu na relativno valovno dolžino. Ta antena ima dva konca, pri čemer je en konec odprt, drugi konec pa se napaja iz vira izmeničnega toka. Frekvenčni razpon te antene sega od 3KHz do 30MHz, zato se uporablja predvsem v nizkofrekvenčnih sprejemnikih.
Dipolna antena
Dipolna antena je ena najpomembnejših oblik RF antene, ki vključuje električno prevodno žico, sicer palico ene polovice največje želene valovne dolžine. Žica ali palica je razdeljena na sredini skozi izolator, kjer je vsak konec na sredini preprosto povezan z napajalno linijo prek baluna, običajno na koaksialni kabel.
Te antene se pogosto uporabljajo v različnih radijskih komunikacijah. To anteno je zelo enostavno oblikovati in deluje na visokofrekvenčnih, zelo visokofrekvenčnih in ultravisokofrekvenčnih delih RF spektra. Za več informacij obiščite to povezavo Dipolna antena .
Zankasta antena
Zankasta antena je ena vrsta žične antene, ki sprejema radijske signale učinkoviteje v primerjavi z drugimi antenami. Te veljajo za bolj učinkovite antene kot druge antene, ker porabijo manj električne energije in delujejo s širokim razponom frekvenc (300 MHZ do 3 GHz). Delovanje te antene je v glavnem odvisno od različnih dejavnikov, kot so zasnova, postavitev itd.
Pri zankastih antenah lahko upogibanje žic tvori različne oblike, kot so krožne, trikotne, pravokotne in eliptične. Te antene so zelo preproste, vsestranske in poceni, zato se uporabljajo v številnih aplikacijah, ki se uporabljajo v napravah RFID za zaznavanje položaja oddajnika, uporabljajo se kot UHF oddajniki, uporabljajo se za sprejemanje HF valov v radijskih sprejemnikih itd.
Polvalovna dipolna antena
Vrsta dipolne antene, pri kateri je dolžina dipola polovica valovne dolžine pri delovni frekvenci, se imenuje polvalovna dipolna antena. To je zelo znana dipolna antena, ki je včasih znana tudi kot Hertzova antena.
Ta antena ima preprosto resonančno strukturo za oddajanje in sprejem. To so osnovni elementi v vseh oblikah anten, ker te antene pomagajo pri oblikovanju različnih kompleksnih anten. Frekvenčno območje delovanja te antene je med 3 kHz – 300 GHz.
Polvalovne dipolne antene se večinoma uporabljajo v radijskih in televizijskih sprejemnikih. Ko se te antene uporabljajo z drugo vrsto antene, pokažejo izjemno zmogljivost.
Zložena dipolna antena
Zložena dipolna antena je ena vrsta antene, ki vključuje dva vodnika. Ti vodniki so preprosto povezani z dveh strani in prepognjeni, da oblikujejo valjasto zaprto obliko. Dolžina dipola je polovica valovne dolžine. zato je znana kot polvalovna dipolna antena. Frekvenčno območje te prepognjene dipolne antene sega od 3 KHz do 300 GHz in je najpogosteje uporabljena v TV sprejemnikih.
Monopolna antena
Monopolna antena je radijska oddajna antena, ki vključuje en sam vodnik, ki se običajno napaja na dnu antene skozi vir napetosti. Ta antena je zelo preprosta in enožična antena, ki je običajno nameščena navpično in se običajno uporablja za oddajanje in sprejemanje signalov. Torej se uporabljajo za oddajanje ali komunikacijske namene. Monopolne antene delujejo v nižjih pasovih RFID (2,2 do 2,6 GHz), srednjih pasovih RFID (5,3 do 6,8 GHz) in višjih pasovih RFID (8,7 do 9,5 GHz).
Spiralna antena
Spiralna antena je ena vrsta žične antene, ki je znana tudi kot vijačna antena, ker je oblika te antene vijačnica. Frekvenčni razpon te antene je približno 30MHz – 3GHz. Torej ta spiralna antena deluje v območju VHF in UHF.
Spiralna antena se uporablja za oddajanje in sprejemanje VHF signalov, uporablja se za komunikacijo s sateliti in vesoljskimi sondami, za radijsko astronomijo pa vzpostavlja komunikacijo med luno in Zemljo. Za več informacij obiščite to povezavo Spiralna antena .
Širokopasovni dipoli
Širokopasovna dipolna antena je ena vrsta žične antene, ki preprosto zagotavlja izjemno zmogljivost predvsem za vezja kratkega do srednjega dosega. Za komunikacijska vezja kratkega dosega pri nižjih frekvencah ima vzorec sevanja te antene velik vzletni kot. Podobno ima za vezja srednjega dosega, ki temeljijo na komunikaciji pri višjih frekvencah, vzorec sevanja te antene nižje vzletne kote.
Cloverleaf Antena
Deteljna antena je ena vrsta žične antene, ki je krožno polarizirana in sevalni vzorec te antene je enak dipolni anteni. Ta antena večinoma vključuje najmanj 3 ali 4 okvirje, ki so povezani vzporedno in tudi zasukani na poseben način, da dobite krožno polarizacijo.
Dobiček žične antene
The Dobiček antene je zmožnost antene, da oddaja manj ali več v kateri koli smeri v primerjavi s teoretično anteno. Ta dobiček preprosto nakazuje, kako močna lahko antena oddaja ali sprejema signal v določeni smeri. Dobiček žične antene je;
Za kratki dipol je 1,5 (1,76 dBi) in za
Polvalovni dipol se dvigne na 1,64 (2,15 dBi). Kliknite tukaj, če želite izvedeti več o Dobiček antene.
Prednosti in slabosti
The prednosti žičnih anten vključujejo naslednje.
- Konstrukcija te antene je preprosta
- Te antene zagotavljajo zadovoljivo ojačanje in usmerjenost.
- Te antene imajo oster smerni vzorec.
- Te niso drage.
- Pri nizkih navpičnih kotih preprosto fokusira sevanje
- Sevajo v katerem koli frekvenčnem območju, pri katerem njihova skupna dolžina ni pod λ/2.
The slabosti žičnih anten vključujejo naslednje.
- Pri nizkih frekvencah je dipolna antena velike velikosti.
- Zančne antene imajo slabo ojačanje, težko jih je nastaviti in so izjemno ozkopasovne.
- Velikost spiralne antene je ogromna in bližnji predmeti jih zelo enostavno razglasijo.
- Za boljše rezultate žične antene potrebujejo ustrezen sistem ujemanja.
- Te antene potrebujejo ustrezen sistem ali sprejemnik.
Aplikacije
The uporabe žičnih anten vključujejo naslednje.
- Žične antene se široko uporabljajo kot sprejemne antene na kratkovalovnem, srednjevalovnem in dolgovalovnem območju.
- Te antene se zaradi svoje preproste strukture uporabljajo v komunikaciji od točke do točke na dolge razdalje.
- Te antene se uporabljajo na ladjah, vesoljskih plovilih, zgradbah, avtomobilih, satelitih, izstrelkih, mikrovalovni komunikaciji in aplikacijah z zelo visokim ojačenjem.
Torej, to je pregled žice antene – delujoče z aplikacijami. Primeri žičnih anten so; dipolna antena, spiralna antena, monopolna antena in zankasta antena. Tukaj je vprašanje za vas, kakšna je funkcija antene?
