Anténa je kovové zařízení, které se používá k vysílání a příjmu rádiových elektromagnetických signálů, kde tyto signály představují určité informace. Rádia jsou určena především pro bezdrátovou komunikaci pro vysílání mikrovlnných i rádiových signálů. Obecně platí, že antény jsou k dispozici v různých velikostech a tvarech. Existuje mnoho důvodů, proč používat antény, ale hlavním důvodem je poskytnout jednoduchý způsob přenosu signálů nebo dat. Existují různé typy antén k dispozici jako Yagi Uda , Clona, reflektor, drátová anténa a mnoho dalších. Tento článek pojednává o jednom z typů antén drátová anténa – práce s aplikacemi.
Definice drátové antény
Drátová anténa je typ rádiové antény, která obsahuje dlouhý drát zavěšený nad zemí. Drát v anténě zachycuje signály a vysílá je dále. V této anténě nemá délka drátové antény žádný vztah k její vlnové délce. Drát je jednoduše připojen k vysílači nebo přijímači přes tuner antény pro vysílání nebo příjem signálů. Tyto antény jsou dobře známé díky své snadné instalaci a přenosnosti. Schéma drátové antény je uvedeno níže.
Design drátové antény
Konstrukce antén s dlouhými dráty je jednoduchá, protože délka této drátové antény je násobkem λ/2. Obecně jsou antény, které mají délku λ/2 nebo λ/4, známé jako půlvlnná dipólová anténa . Ale anténa, která má délku větší než λ/2, je známá jako a dlouhá drátová anténa . Takže délka antény s dlouhým drátem je považována za násobek poloviny vlnové délky. Délka antény s dlouhým drátem je tedy dána jako (L = n λ/2).
Tyto dráty jsou uspořádány svisle nebo vodorovně, ale směr je někdy vzhledem k zemi nedbalý. Vnější buzení této antény je zajištěno skrz napájecí vedení, kde je napájecí vedení jednoduše zajištěno na konci, uprostřed nebo kdekoli uprostřed délky drátu.
Zde je polarizace drátové antény znázorněna směrem antény vzhledem k zemi. Poloha podávacího bodu představuje směr laloku. V této jednoduché konstrukci drátové antény je mezi vysílací a přijímací stanicí připojen jednoduchý vodivý drát. Přímé dlouhé drátové spojení mezi dvěma konci tedy umožní signál z vysílací stanice a vyzařuje signál tak, aby jej bylo možné získat na zbývajícím konci.
Jak funguje drátová anténa?
Anténa s dlouhým drátem je kombinací několika půlvlnných dipólů; princip činnosti je tedy stejný jako u půlvlnné dipólové antény. Délka těchto antén je tedy větší ve srovnání s poloviční vlnovou délkou. Takže, když je dlouhý vodivý drát jednoduše vybuzen vstupním napětím, budou nosiče náboje driftovat na základě poloviny použitého signálu. Pokud je aplikována první polovina signálu, pak nosiče náboje zažijí přitažlivou sílu, zatímco pokud je použit záporný poloviční cyklus, pak nosiče náboje zažijí odpuzování. Takže kumulativní působení tohoto nosiče náboje ve vodiči vytváří nestabilní elektrické pole. Proto je signál vyzařován tímto způsobem na druhém konci přes dlouhou drátovou anténu.
Anténa s dlouhým drátem je delší než poloviční vlnová délka. Když se délka dlouhé drátové antény zvětší, zlepší se také směrovost. Je to pozoruhodné v případě antény s dlouhým drátem, který je; pro nejnižší frekvenci provozu se obecně délka považuje za poloviční vlnovou délku a na konci je zajištěno vnější napájení.
Typy drátových antén
Tyto antény jsou rozděleny do různých typů a každý typ je popsán níže.
Krátká dipólová anténa
Jednoduchá forma drátové antény je krátká dipólová anténa. Jedná se o otevřený obvod, kde je signál nebo data přiváděna do centra. V této anténě termín „krátká“ neodkazuje na velikost antény, ale v podstatě je to relativní vlnová délka. Tato anténa má dva konce, kde jeden konec je otevřený a zbývající konec je napájen střídavým zdrojem. Kmitočtový rozsah této antény se pohybuje od 3KHz – 30MHz, proto se používá převážně v nízkofrekvenčních přijímačích.
Dipólová anténa
Dipólová anténa je jednou z nejvýznamnějších forem RF antény, která obsahuje elektricky vodivý drát, jinak tyč o polovině délky maximální preferované vlnové délky. Drát nebo tyč je rozdělena ve středu přes izolátor, kde každý konec ve středu je jednoduše připojen k napájecímu vedení přes balun normálně ke koaxiálnímu kabelu.
Tyto antény jsou široce používány v různých rádiových komunikacích. Tato anténa je velmi jednoduchá na design a pracuje na vysokofrekvenčních, velmi vysokofrekvenčních a ultravysokofrekvenčních částech RF spektra. Chcete-li se dozvědět více, přejděte na tento odkaz Dipólová anténa .
Smyčková anténa
Smyčková anténa je jeden druh drátové antény, která přijímá rádiové signály efektivněji ve srovnání s jinými anténami. Tyto antény jsou považovány za účinnější než jiné antény, protože spotřebovávají méně elektřiny a pracují s širokým rozsahem frekvencí (300 MHz až 3 GHz). Výkon této antény závisí především na různých faktorech, jako je design, umístění atd.
Ve smyčkových anténách může ohyb drátů tvořit různé tvary, jako je kruhový, trojúhelníkový, obdélníkový a eliptický. Tyto antény jsou velmi jednoduché, všestranné a levné, takže se používají v široké řadě aplikací používaných v RFID zařízeních pro detekci polohy vysílače, používané jako UHF vysílače, používané pro příjem HF vln v rádiových přijímačích atd.
Půlvlnná dipólová anténa
Typ dipólové antény, kde délka dipólu je polovina její vlnové délky při pracovní frekvenci, se nazývá polovlnná dipólová anténa. Jedná se o velmi slavnou dipólovou anténu, která je také někdy známá jako Hertzova anténa.
Tato anténa má jednoduchou rezonanční strukturu pro aplikace vysílání a příjmu. Toto jsou základní prvky ve všech tvarech antén, protože tyto antény pomáhají při navrhování různých složitých antén. Provozní frekvenční rozsah této antény je mezi 3 kHz – 300 GHz.
Půlvlnné dipólové antény se používají hlavně v rozhlasových a televizních přijímačích. Pokud jsou tyto antény použity s jiným typem antény, vykazuje vynikající výkon.
Skládaná dipólová anténa
Složená dipólová anténa je jeden typ antény, který obsahuje dva vodiče. Tyto vodiče jsou jednoduše spojeny na dvou stranách a složeny do válcového uzavřeného tvaru. Délka dipólu je polovina vlnové délky. proto je známá jako polovlna složená dipólová anténa. Frekvenční rozsah této skládané dipólové antény se pohybuje od 3 kHz do 300 GHz a je nejčastěji využívána TV přijímači.
Monopolní anténa
Monopolní anténa je anténa pro rádiový přenos, která obsahuje jeden vodič, který je normálně napájen na základně antény přes zdroj napětí. Tato anténa je velmi jednoduchá a jednodrátová anténa, která se normálně montuje svisle a běžně se používá pro vysílání i příjem signálů. Používají se tedy pro účely vysílání nebo komunikace. Monopolní antény pracují v nižších pásmech RFID (2,2 až 2,6 GHz), středních pásmech RFID (5,3 až 6,8 GHz) a vyšších pásmech RFID (8,7 až 9,5 GHz).
Šroubová anténa
Šroubová anténa je jeden druh drátové antény, který je také známý jako šroubovitá anténa, protože tvar této antény je šroubovice. Frekvenční rozsah této antény je přibližně 30 MHz – 3 GHz. Takže tato spirálová anténa pracuje v rozsahu VHF & UHF.
Šroubovitá anténa se používá pro vysílání a příjem VHF signálů, používá se pro komunikaci satelitů a kosmických sond a pro radioastronomii, vytváří komunikaci mezi Měsícem a Zemí. Chcete-li se dozvědět více, přejděte na tento odkaz Helikální anténa .
Širokopásmové dipóly
Širokopásmová dipólová anténa je jedním typem drátové antény, která jednoduše poskytuje vynikající výkon pro obvody s krátkým až středním dosahem. U obvodů na bázi komunikace krátkého dosahu na nižších frekvencích má vyzařovací diagram této antény vysoký úhel vzletu. Podobně pro obvody na bázi komunikace středního dosahu na vyšších frekvencích má vyzařovací diagram této antény nižší úhly vzletu.
Čtyřlístová anténa
Jetelová anténa je jeden druh drátové antény, která je kruhově polarizovaná a vyzařovací diagram této antény je stejný jako u dipólové antény. Tato anténa obsahuje hlavně minimálně 3 nebo 4 rámy, které jsou zapojeny paralelně a také zkroucené určitým způsobem, aby se dosáhlo kruhové polarizace.
Zisk drátové antény
The Zisk antény je schopnost antény vysílat méně nebo více v jakémkoli směru ve srovnání s teoretickou anténou. Tento zisk jednoduše ukazuje, jak silná může anténa vysílat nebo přijímat signál v určitém směru. Zisk drátové antény je;
Pro krátký dipól je to 1,5 (1,76 dBi) & pro
Půlvlnný dipól stoupá na 1,64 (2,15 dBi). Klikněte zde a dozvíte se více Zisk antény.
Výhody a nevýhody
The výhody drátových antén zahrnout následující.
- Konstrukce této antény je jednoduchá
- Tyto antény poskytují uspokojivý zisk a směrovost.
- Tyto antény mají ostré směrové vzory.
- Ty nejsou drahé.
- Při nízkých vertikálních úhlech se jednoduše zaměřuje na záření
- Vyzařují na jakémkoli frekvenčním rozsahu, pro který jejich celková délka není menší než λ/2.
The nevýhody drátových antén zahrnout následující.
- Při nízkých frekvencích vykazuje dipólová anténa velké rozměry.
- Smyčkové antény mají slabý zisk, obtížně se ladí a jsou extrémně úzkopásmové.
- Velikost spirálových antén je objemná a jsou velmi snadno rozladěny blízkými předměty.
- Drátové antény potřebují vhodný systém přizpůsobení, aby měly lepší výsledky.
- Tyto antény potřebují odpovídající systém nebo tunerovou jednotku.
Aplikace
The aplikace drátových antén zahrnout následující.
- Drátové antény jsou široce používány jako přijímací antény v pásmech krátkých, středních a dlouhých vln.
- Tyto antény se používají v komunikaci na dlouhé vzdálenosti typu point-to-point kvůli jejich jednoduché konstrukci.
- Tyto antény se používají v lodích, vesmírných plavidlech, budovách, automobilech, satelitech, raketách, mikrovlnné komunikaci a aplikacích s velmi vysokým ziskem.
Toto je tedy přehled drátu antény – funkční s aplikacemi. Příklady drátových antén jsou; dipólová anténa, spirálová anténa, monopólová anténa a smyčková anténa. Zde je pro vás otázka, jakou funkci má anténa?
