Хабарҳо - Муқаддима ва таснифи баъзе антеннаҳои маъмул

1. Муқаддима ба антеннаҳо
Антенна сохтори гузариш байни фазои озод ва хати интиқол аст, чунон ки дар расми 1 нишон дода шудааст. Хатти интиқол метавонад шакли хати коаксиалӣ ё найчаи холӣ (мавҷгир) бошад, ки барои интиқоли энергияи электромагнитӣ аз манбаъ ба антенна ё аз антенна ба қабулкунанда истифода мешавад. Аввалин антеннаи интиқолдиҳанда ва дуюмӣ антеннаи қабулкунанда мебошад.

Расми 1. Роҳи интиқоли энергияи электромагнитӣ (фазои озод аз хатти интиқоли манбаъ-антенна)

Интиқоли системаи антенна дар ҳолати интиқоли расми 1 бо эквиваленти Тевенин, чунон ки дар расми 2 нишон дода шудааст, нишон дода шудааст, ки дар он манбаъ бо генератори идеалии сигнал, хати интиқол бо хати дорои импеданси хоси Zc ва антенна бо бор ZA [ZA = (RL + Rr) + jXA] нишон дода шудааст. Муқовимати бор RL талафоти гузаронандагӣ ва диэлектрикиро, ки бо сохтори антенна алоқаманд аст, нишон медиҳад, дар ҳоле ки Rr муқовимати радиатсияи антеннаро нишон медиҳад ва реактанси XA барои нишон додани қисми хаёлии импеданс, ки бо радиатсияи антенна алоқаманд аст, истифода мешавад. Дар шароити идеалӣ, тамоми энергияи тавлидшуда аз ҷониби манбаи сигнал бояд ба Rr муқовимати радиатсия интиқол дода шавад, ки барои нишон додани қобилияти радиатсияи антенна истифода мешавад. Аммо, дар татбиқи амалӣ, талафоти ноқил-диэлектрикӣ аз сабаби хусусиятҳои хати интиқол ва антенна, инчунин талафоте, ки аз инъикос (номувофиқатӣ) байни хати интиқол ва антенна ба вуҷуд меоянд, вуҷуд доранд. Бо назардошти импеданси дохилии манбаъ ва сарфи назар кардани талафоти хатти интиқол ва инъикос (номувофиқатӣ), қувваи ҳадди аксар ба антенна ҳангоми мувофиқати конъюгатӣ дода мешавад.

Расми 2

Аз сабаби номувофиқатии байни хати интиқол ва антенна, мавҷи инъикосшуда аз интерфейс бо мавҷи афтида аз манбаъ ба антенна якҷоя шуда, мавҷи истодаро ташкил медиҳад, ки консентратсия ва нигоҳдории энергияро ифода мекунад ва як дастгоҳи маъмулии резонансӣ мебошад. Намунаи маъмулии мавҷи истода бо хати нуқтадор дар расми 2 нишон дода шудааст. Агар системаи антенна дуруст тарҳрезӣ нашуда бошад, хати интиқол метавонад то андозае ҳамчун унсури нигоҳдории энергия амал кунад, на ҳамчун дастгоҳи мавҷгир ва интиқоли энергия.
Талафоте, ки аз сабаби хати интиқол, мавҷҳои антенна ва мавҷҳои истода ба вуҷуд меоянд, номатлубанд. Талафоте, ки дар хатҳо ба вуҷуд меоянд, метавонанд бо интихоби хатҳои интиқоли камталафоте, ки талафоти кам доранд, кам карда шаванд, дар ҳоле ки талафоти антеннаро бо кам кардани муқовимати талафот, ки дар расми 2 бо RL нишон дода шудааст, кам кардан мумкин аст. Мавҷҳои истодаро метавон кам кард ва нигоҳдории энергияро дар хат бо мувофиқ кардани импеданси антенна (бор) бо импеданси хоси хат кам кард.
Дар системаҳои бесим, илова бар қабул ё интиқоли энергия, одатан антеннаҳо барои тақвияти энергияи радиатсионӣ дар самтҳои муайян ва пахш кардани энергияи радиатсионӣ дар самтҳои дигар лозиманд. Аз ин рӯ, илова бар дастгоҳҳои ошкоркунӣ, антеннаҳо бояд ҳамчун дастгоҳҳои самтӣ низ истифода шаванд. Антеннаҳо метавонанд барои қонеъ кардани ниёзҳои мушаххас дар шаклҳои гуногун бошанд. Он метавонад сим, диафрагма, часпак, маҷмӯи элементҳо (массив), инъикоскунанда, линза ва ғайра бошад.

Дар системаҳои алоқаи бесим, антеннаҳо яке аз ҷузъҳои муҳимтарин мебошанд. Тарроҳии хуби антенна метавонад талаботи системаро кам кунад ва кори умумии системаро беҳтар созад. Мисоли классикӣ телевизион аст, ки дар он қабули пахшро бо истифода аз антеннаҳои баландсифат беҳтар кардан мумкин аст. Антеннаҳо барои системаҳои алоқа ҳамон чизест, ки чашм барои одамон аст.

2. Таснифи антенна
1. Антенаи симӣ
Антеннаҳои симӣ яке аз намудҳои маъмултарини антеннаҳо мебошанд, зеро онҳо қариб дар ҳама ҷо - мошинҳо, биноҳо, киштиҳо, ҳавопаймоҳо, киштиҳои кайҳонӣ ва ғайра мавҷуданд. Шаклҳои гуногуни антеннаҳои симӣ мавҷуданд, ба монанди хати рост (дипол), ҳалқа, спирал, чунон ки дар расми 3 нишон дода шудааст. Антеннаҳои ҳалқавӣ на танҳо бояд даврашакл бошанд. Онҳо метавонанд росткунҷа, чоркунҷа, байзашакл ё ҳар гуна шакли дигар бошанд. Антеннаи даврашакл аз сабаби сохтори соддааш маъмултарин аст.

Расми 3

2. Антеннаҳои диафрагмавӣ
Антеннаҳои диафрагмавӣ бо сабаби афзоиши талабот ба шаклҳои мураккабтари антеннаҳо ва истифодаи басомадҳои баландтар нақши бештар мебозанд. Баъзе шаклҳои антеннаҳои диафрагмавӣ (антеннаҳои шохи пирамидавӣ, конусӣ ва росткунҷа) дар расми 4 нишон дода шудаанд. Ин намуди антенна барои истифода аз ҳавопаймоҳо ва киштиҳои кайҳонӣ хеле муфид аст, зеро онҳоро ба осонӣ дар қабати берунии ҳавопаймо ё киштиҳои кайҳонӣ насб кардан мумкин аст. Илова бар ин, онҳоро бо қабати маводи диэлектрикӣ пӯшонидан мумкин аст, то онҳоро аз муҳитҳои сахт муҳофизат кунанд.

Расми 4

3. Антеннаи микротасма
Антеннаҳои микротасма дар солҳои 1970-ум, асосан барои барномаҳои моҳвораӣ, хеле маъмул гаштанд. Антенна аз субстрати диэлектрикӣ ва патчи металлӣ иборат аст. Патчи металлӣ метавонад шаклҳои гуногун дошта бошад ва антеннаи патчи росткунҷа, ки дар расми 5 нишон дода шудааст, маъмултарин аст. Антеннаҳои микротасма профили паст доранд, барои сатҳҳои ҳамвор ва ғайриҳамвор мувофиқанд, истеҳсолашон содда ва арзон аст, ҳангоми насб кардан дар сатҳҳои сахт устувории баланд доранд ва бо тарҳҳои MMIC мувофиқанд. Онҳоро метавон дар сатҳи ҳавопаймоҳо, киштиҳои кайҳонӣ, моҳвораҳо, мушакҳо, мошинҳо ва ҳатто дастгоҳҳои мобилӣ насб кард ва онҳоро метавон ба таври конформӣ тарҳрезӣ кард.

Расми 5

4. Антеннаи массив
Хусусиятҳои радиатсияе, ки барои бисёр барномаҳо заруранд, метавонанд бо як унсури антенна ба даст оварда нашаванд. Массивҳои антенна метавонанд радиатсияро аз унсурҳо синтез кунанд, то радиатсияи ҳадди аксарро дар як ё якчанд самтҳои мушаххас ба вуҷуд оранд, ки як мисоли маъмулӣ дар расми 6 нишон дода шудааст.

Расми 6

5. Антенаи инъикоскунанда
Муваффақияти омӯзиши кайҳон инчунин боиси рушди босуръати назарияи антенна гардид. Аз сабаби зарурати алоқаи масофаи хеле дур, антеннаҳои хеле баландсифат бояд барои интиқол ва қабули сигналҳо дар масофаи миллионҳо мил истифода шаванд. Дар ин татбиқ, шакли маъмули антенна антеннаи параболӣ мебошад, ки дар расми 7 нишон дода шудааст. Ин намуди антенна диаметри 305 метр ё бештар аз он дорад ва чунин андозаи калон барои ба даст овардани баландсифати зарурӣ барои интиқол ё қабули сигналҳо дар масофаи миллионҳо мил зарур аст. Шакли дигари инъикоскунанда инъикоскунандаи кунҷӣ мебошад, ки дар расми 7 (в) нишон дода шудааст.

Расми 7

6. Антеннаҳои линза
Линзаҳо асосан барои ҷамъ кардани энергияи парокандаи афтанда барои пешгирӣ аз паҳншавии он дар самтҳои номатлуби радиатсия истифода мешаванд. Бо тағир додани мувофиқи геометрияи линза ва интихоби маводи дуруст, онҳо метавонанд шаклҳои гуногуни энергияи дивергентиро ба мавҷҳои ҳамвор табдил диҳанд. Онҳоро дар аксари барномаҳо, ба монанди антеннаҳои инъикоскунандаи параболӣ, махсусан дар басомадҳои баландтар, истифода бурдан мумкин аст ва андоза ва вазни онҳо дар басомадҳои пасттар хеле калон мешавад. Антеннаҳои линзаҳо мувофиқи маводи сохтмонӣ ё шаклҳои геометрии худ тасниф карда мешаванд, ки баъзе аз онҳо дар расми 8 нишон дода шудаанд.