Антеннаҳои шохдор аз ҷумлаи антеннаҳои самтии васеъ истифодашаванда дар муҳандисии мавҷҳои печи микроволновка ва миллиметрӣ мебошанд. Сохтори оддии механикии онҳо, хусусиятҳои пешгӯишавандаи радиатсия, инъикоси нисбатан паст ва қобилияти ба даст овардани фоидаи миёна то баланд онҳоро дар андозагирии антенна, санҷиши EMC, радар, системаҳои алоқа, системаҳои ғизодиҳӣ ва лабораторияҳои RF арзишманд мегардонад.
Антеннаи шохдорро асосан метавон ҳамчунмавҷгир бо диафрагмаи тадриҷан васеъшавандаБа ҷои он ки ба мавҷҳои электромагнитӣ имкон диҳад, ки аз мавҷгир ба фазои холӣ гузариши ногаҳонӣ кунанд, қисмати флюорингшуда табдили тадриҷиро таъмин мекунад. Ин ба беҳтар шудани мувофиқати импеданс мусоидат мекунад ва миқдори бештари энергияи электромагнитиро ба шуои радиатсионии назоратшаванда равона мекунад.
Вобаста аз геометрияи мавҷгир ва самти васеъ кардани диафрагма, антеннаҳои шохдорро дар шаклҳои гуногун, аз ҷумлашохҳои секторӣ, шохҳои пирамидалӣ ва шохҳои конусӣДар мақолаи аслӣ ин се конфигуратсия ҳамчун муқаддимаи асосӣ ба сохторҳои антеннаи шохдор истифода мешаванд.
1. Антенаи шохдор чӣ гуна кор мекунад?
Мавҷгир энергияи электромагнитиро дар дохили сохтори ноқилӣ маҳдуд мекунад. Вақте ки мавҷи роҳнамо ба нуқтаи кушода мерасад, як қисми энергия ба фазои озод нур мепошад, дар ҳоле ки як қисми он метавонад аз сабаби гузариш байни импедансҳои мавҷгир ва фазои озод инъикос ёбад.
Антеннаи шохдор бо афзоиши тадриҷии буриши кунҷи мавҷгир ба самти сӯрохӣ ногаҳонии ин гузаришро коҳиш медиҳад.
Ҳангоме ки мавҷи электромагнитӣ аз қисмати афрӯхташуда паҳн мешавад, майдон аз болои сӯрохии калонтар васеъ мешавад. Сипас сӯрохи ба фазои холӣ нур мепошад ва нури самтдорро ба вуҷуд меорад.
Аз ин рӯ, чароғак ду вазифаи муҳимро иҷро мекунад:
- Он гузариши ҳамвортарро байни роҳнамои мавҷ ва фазои холӣ таъмин мекунад.
- Он диафрагмаи самараноки радиатсияро зиёд мекунад ва самти бештар ва фоидаро фароҳам меорад.
Қайд кардан муҳим аст, ки шох мекунадинъикосҳо ё мавҷҳои истодаро пурра бартараф накунедБа ҷои ин, шохи мувофиқ тарҳрезишуда метавонад инъикосро кам кунад ва мувофиқати хуби импедансро таъмин кунад, ки одатан дар VSWR нисбатан паст инъикос меёбад.
Расми 1. Антеннаи маъмулии шохдор бо диафрагмаи мавҷгири тадриҷан васеъшаванда.
2. Басомади кори антеннаҳои шохдор
Антеннаҳои шохдор як диапазони басомади универсалӣ надоранд.
Басомади кори онҳо асосан аз ҷонибиандозаҳои роҳнамои мавҷ, ҳолати роҳнамои мавҷ, геометрияи диафрагма, сохтори сӯзишворӣ ва паҳнои банди пешбинишуда.
Антеннаҳои шохдори анъанавӣ махсусан дар басомадҳои мавҷи микроволновка ва миллиметрӣ маъмуланд, зеро андозаҳои роҳнамои мавҷ бо кам шудани дарозии мавҷ амалӣ мешаванд. Аммо, сохторҳои шохдори махсус тарҳрезишуда инчунин метавонанд дар басомадҳои пасттар кор кунанд, дар ҳоле ки шохҳои роҳнамои дақиқ метавонанд ба диапазонҳои мавҷи миллиметрӣ ва зер-THz васеъ шаванд.
Масалан, тарҳҳои антеннаҳои шохдорро аз диапазони садҳо мегагертс то хеле болотар аз 100 ГГц пайдо кардан мумкин аст. RF MISO айни замон конфигуратсияҳои шохдори фарохмаҷроро пешниҳод мекунад, ки аз ... кор мекунанд.300–750 МГц, инчунин антеннаҳои шохи конусӣ пӯшонида мешаванд220–325 ГГц, нишон медиҳад, ки паҳнои амалии басомади ин оилаи антенна то чӣ андоза васеъ буда метавонад.
3. Намудҳои асосии антеннаҳои шохдор
3.1 Антеннаи шохи секторӣ
Шохи секторӣ вақте ҳосил мешавад, ки мавҷгири росткунҷа танҳо дар як сатҳ афрӯхта шавад.
Агар роҳнамои мавҷ васеъ карда шавадҲавопаймои электронӣ, сохтор номида мешавадШохи секторалии ҳамвори EАгар васеъшавӣ дарҲавопаймои H, онро а меномандШохи секторалии ҳамвори H.
Азбаски андозаи диафрагма танҳо дар як сатҳ меафзояд, шаклдиҳии шуоъ дар он сатҳӣ мувофиқтар ба назар мерасад.
3.2 Антеннаи шохи пирамидалӣ
Вақте ки мавҷгири росткунҷа ҳам дар самти ҳамвории E ва ҳам дар самти ҳамвории H афрӯхта мешавад, шохи пирамидалӣ ба вуҷуд меояд.
Сохтори ҳосилшуда ба пирамидаи буридашуда монанд аст ва васеъшавии диафрагмаро дар ҳарду андоза таъмин мекунад.
Шохҳои пирамида ба таври васеъ истифода мешавандшохҳои баланд бардоштани стандартӣ ва антеннаҳои истинодӣзеро намунаҳои афзоиши онҳо ва радиатсияро метавон дақиқ тавсиф кард.
Масалан, RF MISO антеннаҳои стандартии баланд бардоштани сигналро дар диапазонҳои сершумори мавҷҳои микроволновка ва миллиметрӣ пешниҳод мекунад. Оилаи стандартии баланд бардоштани сигнали WR10 моделҳоеро дар бар мегирад, ки аз...75 то 110 ГГц, бо хусусиятҳои муайяншудаи афзоиш, VSWR, поляризатсия ва паҳнои шуоъ.
3.3 Антеннаи шохи конусӣ
Шохи конусшакл одатан бо роҳи васеъ кардани тадриҷии мавҷгири даврашакл ба сӯи сӯрохии даврашакл ташкил карда мешавад.
Баръакси шохи пирамидалӣ, ки аз як мавҷгири росткунҷа сарчашма мегирад, шохи конусӣ геометрияи симметрии гардишкунанда дорад.
Антеннаҳои шохи конусӣ одатан дар барномаҳои печи микроволновка, миллиметрӣ, фидер ва андозагирӣ истифода мешаванд. Вобаста аз сохтори фидер ва шабакаи поляризатсия, онҳо инчунин метавонанд конфигуратсияҳои махсуси поляризатсияро дастгирӣ кунанд.
Расми 2. Конфигуратсияҳои маъмулии антеннаи шохдор: шохҳои секторалии ҳамвори E, шохҳои секторалии H, шохҳои пирамидӣ ва конусӣ.
4. Кунҷи алангагирӣ, андозаи диафрагма ва дарозии шох
Геометрияи шох ба кори электромагнитии он таъсири мустақим мерасонад.
Се параметри муҳими тарроҳӣ инҳоянд:
кунҷи дурахш, андозаи диафрагма ва дарозии шох.
Диафрагмаи калонтар одатан метавонад самти баландтар ва нури тангтарро таъмин кунад, аммо танҳо зиёд кардани кунҷи тобиш ба таври худкор самаранокии беҳтарро ба бор намеорад.
Агар шох барои андозаи диафрагмаи додашуда хеле кӯтоҳ бошад, тағйироти аз ҳад зиёди фаза метавонад дар тамоми диафрагма ба назар расад. Ин самаранокии диафрагмаро коҳиш медиҳад ва метавонад тасвири радиатсияро бад кунад.
Баръакс, дароз кардани аз ҳад зиёди шох андоза ва вазни механикиро бе ҳатман беҳтар шудани самаранокӣ зиёд мекунад.
Аз ин рӯ, тарҳи шох мувозинатро дар бар мегирад:
- Андозаи диафрагма
- Кунҷи алангагирӣ
- Дарозӣ
- Хатои фаза
- Фоида
- Паҳнои нур
- Андозаҳои механикӣ
5. Намунаи радиатсия ва хусусиятҳои шуоъ
Антеннаҳои шохдор одатан радиаторҳои самтӣ мебошанд.
Энергияи электромагнитӣ асосан дар самти пеш тавассути сӯрохие ҷамъ мешавад, ки дар натиҷа як шуои асосии равшан муайяншуда дар якҷоягӣ бо пораҳои паҳлӯӣ ба вуҷуд меояд.
Ду буриши намунаи радиатсионӣ махсусан муҳим аст:
- Намунаи радиатсияи ҳамвории E
- Намунаи радиатсияи H-ҳамвор
ДарПаҳнои нур 3 дБодатан барои тавсифи паҳнои кунҷии шуои асосӣ байни ду нуқтае истифода мешавад, ки дар он қувваи радиатсионӣ 3 дБ аз арзиши максималии худ пасттар мешавад.
Умуман, зиёд кардани диафрагмаи муассир нисбат ба дарозии мавҷ самти самтро зиёд мекунад ва ба танг шудани шуоъ майл дорад.
Ин робитаро инчунин дар антеннаҳои амалии шохи мавҷи миллиметрӣ мушоҳида кардан мумкин аст. Масалан, шохҳои стандартии афзоиши 75-110 ГГц-и RF MISO хусусиятҳои паҳнои шуоъи ҳамвори E ва ҳамвори H-ро якҷоя бо маълумоти афзоиш ва VSWR муайян мекунанд.
Расми 3. Тасвири васеъшавии мавҷҳои электромагнитӣ ва радиатсия тавассути сӯрохии шохдор.
6. Бартариҳои антеннаҳои шохдор
Антеннаҳои шохдор барои системаҳои радиорелегӣ ва микроволновка якчанд бартариҳоро пешниҳод мекунанд:
Роҳнамоии хуб
Диафрагмаи васеъшуда радиатсияро ба самти пеш мутамарказ мекунад.
Хусусиятҳои пешгӯишавандаи радиатсия
Антеннаҳои хуб тарҳрезишудаи шохдор метавонанд нақшаҳои устувор ва хуб муайяншудаи ҳамвории E ва H-ро таъмин кунанд.
Мутобиқати хуби импеданс
Гузариши тадриҷӣ аз роҳнамои мавҷ ба фазои холӣ метавонад инъикосро кам кунад ва VSWR-и пастро дастгирӣ кунад.
Фоидаи миёна то баланд
Андозаҳои гуногуни диафрагма ва дарозии шохро метавон тарҳрезӣ кард, то сатҳҳои гуногуни афзоишро таъмин кунанд.
Сохтори нисбатан содда
Дар муқоиса бо бисёр меъмориҳои мураккаби антеннаҳои баландсифат, шохҳои анъанавӣ аз ҷиҳати механикӣ содда ва мустаҳкам мебошанд.
Барои андозагирии басомади баланд мувофиқ аст
Меъмории онҳо, ки ба мавҷгир асос ёфтааст, антеннаҳои шохдорро дар системаҳои ченкунии мавҷҳои микроволновка ва миллиметрӣ махсусан арзишманд мегардонад.
7. Мулоҳизаҳо ва маҳдудиятҳои тарроҳӣ
Антеннаҳои шохдор инчунин якчанд мувозинати муҳандисиро дар бар мегиранд.
Барои афзоиши баландтар одатан апертураи калонтари барқӣ лозим аст, ки метавонад андозаҳои физикии антеннаро зиёд кунад.
Барои нигоҳ доштани тақсимоти фазаи қобили қабул дар тамоми сӯрохи, робитаи байни андозаи апертура, дарозии шох ва кунҷи ларзиш низ бояд бодиққат назорат карда шавад.
Дар басомадҳои хеле баланд, дақиқии коркард, сифати сатҳ, андозаҳои мавҷгир ва ҳамоҳангсозии фланҷҳо аҳамияти бештар пайдо мекунанд, зеро ҳатто хатогиҳои нисбатан хурди механикӣ метавонанд қисми назарраси дарозии мавҷро ташкил диҳанд.
Аз ин рӯ, муҳандисон бояд на танҳо диапазони афзоиш ва басомадро, балки инчунин инҳоро низ арзёбӣ кунанд:
VSWR, поляризатсия, иҷрои салиб-поляризатсия, паҳнои чӯб, сатҳи паҳлӯӣ, интерфейси RF, коркарди барқ ва таҳаммулпазирии механикӣ.
8. Истифодаи антеннаҳои шохдор
Аз сабаби радиатсияи самтӣ, хусусиятҳои устувор ва мутобиқат бо системаҳои мавҷгир, антеннаҳои шохдор ба таври васеъ дар инҳо истифода мешаванд:
- Андозагирии афзоиши антенна
- Андозагирии намунаи радиатсия
- Санҷиши EMC ва EMI
- Системаҳои радарӣ
- Алоқаи микроволновка ва миллиметр-мавҷ
- Санҷиши антеннаи моҳвораӣ
- Ҷустуҷӯи самт ва назорат
- Андозагирии камераи анехойӣ
- Антенаи инъикоскунанда
- Системаҳои тадқиқотӣ ва лаборатории RF
- Барномаҳои калибрченкунӣ ва антеннаҳои истинодӣ
Тарҳҳои сигнали паҳнои банд инчунин метавонанд барои системаҳои ченкунӣ ва мониторинг паҳнои банди васеи амалиётиро таъмин кунанд. Масалан, антеннаҳои сигнали паҳнои бандҳои 18-40 ГГц-и RF MISO барои барномаҳо, аз ҷумла санҷиши микроволновка, андозагирии антенна, санҷиши антеннаи моҳвораӣ, ёфтани самт, назорат ва андозагириҳои марбут ба EMC пешбинӣ шудаанд.
Хулоса
Антеннаи шохдор мавҷи электромагнитии роҳнамошударо тавассути апертураи тадриҷан васеъшавандаи мавҷгир ба радиатсияи фазои озоди самтӣ табдил медиҳад.
Маҷмӯи он азмувофиқати хуби импеданс, радиатсияи самтӣ, хусусиятҳои пешгӯишавандаи шуоъ, фоидаи муфид ва сохтори нисбатан соддашохро яке аз муҳимтарин сохторҳои антенна дар муҳандисии мавҷҳои микроволновка ва миллиметрӣ гардонидааст.
Аз шохҳои соҳавӣ ва пирамидалӣ то тарҳҳои конусӣ ва паҳнои гиреҳ, сохторҳои гуногунро барои диапазонҳои мушаххаси басомадҳо, талаботи поляризатсия, сатҳи тақвият ва муҳитҳои ченкунӣ оптимизатсия кардан мумкин аст.
Барои муҳандисоне, ки антеннаи шохдорро интихоб мекунанд, диапазони басомад танҳо нуқтаи ибтидоӣ аст. Афзоиш, VSWR, паҳнои шуоъ, поляризатсия, интерфейси мавҷгир ё коаксиалӣ, идоракунии қувва ва андозаҳои механикӣ бояд мувофиқи талаботи системаи пурраи RF арзёбӣ карда шаванд.
Вақти нашр: 21 августи соли 2026
