Antena s lećom: dizajn, rad, vrste i njezina primjena

Antena je metalni prijenosni uređaj koji odašilje i prima radio elektromagnetske valove između električnog kruga i prostora. Ovi uređaji dostupni su u različitim veličinama i oblicima gdje se male antene mogu naći na vašem krovu i koriste se za gledanje TV-a, a velike se antene koriste za hvatanje signala milijunima milja daleko od satelita. Tamo su različite vrste antena Dostupna je tamo gdje je svaka antena uglavnom dizajnirana za odašiljanje i primanje signala u određenom rasponu frekvencija na temelju svog oblika i veličine kao što su žica, dipol, petlja, kratki dipol, otvor blende, monopol, leća, utor, rog itd. Ovaj članak raspravlja pregled jedne od vrsta antena, naime – objektivna antena , i njegov rad s aplikacijama.

Što je objektivna antena?

Trodimenzionalni elektromagnetski uređaj koji se uglavnom koristi za aplikacije viših frekvencija poznat je kao lećasta antena. Ova antena uključuje elektromagnetsku leću s dovodom i slična je staklenoj leći koja se koristi u optičkoj domeni. Ova antena koristi zakrivljenu površinu i za prijenos i za prijem. Ove antene su izrađene od stakla, gdje god se prate svojstva konvergentne i divergentne leće. Raspon frekvencija antene objektiva je od 1000 MHz do 3000 MHz.

The funkciju lećaste antene je generirati ravnu valnu frontu od sferičnog, kontrolnog osvjetljenja otvora blende, kolimirati elektromagnetske zrake, formirati frontu nadolazećeg vala u njegovom fokusu i proizvesti karakteristike usmjerenja.

Dizajn objektiva antene

Lenćasta antena je uglavnom dizajnirana za prijenos i prijem signala unutar mikrovalnog frekvencijskog raspona. Ako uzmemo u obzir da je optička leća konvergentnog tipa prisutna na određenom položaju i da je izvor energije prisutan u žarišnoj točki koja proizvodi energiju na udaljenosti žarišne duljine duž osi optičke leće u načinu prijenosa.

Svi bismo trebali biti svjesni da s optičke točke gledišta kada svjetlost padne na vanjsku stranu leće, ona se uvija zbog loma. Ovdje način uvijanja svjetlosne energije uglavnom ovisi o materijalu i krivulji od koje je leća napravljena.

Kao rezultat toga, kad god je fid antena poput dipolne ili rogaste antene prisutna u žarišnoj točki koja je dostupna na lijevoj strani leće, sferna valna fronta koja se pojavljuje iz izvora koja odstupa od prirode može upasti s površine antene.

Dakle, nakon što zrake teku kroz njega nakon upadanja, odstupajuće zrake će se kolimirati zbog refrakcije i promijeniti se u ravne valne fronte. Tako se paralelne zrake postižu na desnoj strani optičke leće. Na taj način se prenosi signal antene s elementom za napajanje. Slično, ako je ova antena napravljena od dielektričnog materijala, tada se RF elektromagnetski signali kolimiraju na isti način i dalje se odašilju.

Sada razmotrite sljedeću antenu u načinu prijema. U ovom načinu, paralelne zrake će upadati na površinu konvergentne leće, u žarišnoj točki na lijevoj strani leće koja konvergira zbog mehanizma loma. Dakle, ovaj se postupak koristi nakon što se koristi za način primanja.

Ovdje je potrebno napomenuti da za postizanje boljih svojstava fokusiranja na radiofrekvenciji medij mora imati indeks loma ispod jedinice. To dovodi do stvaranja ravnih valnih fronti čak i kada je indeks loma materijala nizak/visok.

Antena objektiva radi

Antena leće radi isto kao i optička leća. U materijalu za leće, mikrovalni signali imaju drugačiju faznu brzinu nego u zraku, tako da promjenjiva debljina leće jednostavno odgađa mikrovalne signale koji se kroz nju prenose u različitim količinama, smjer valova i promjenu oblika valne fronte.

Ova antena koristi svojstva konvergencije i divergencije leće za odašiljanje i primanje signala. Ovi tipovi antena uključuju dipol/rog antenu s lećom. Ovdje veličina leće uglavnom ovisi o radnoj frekvenciji, pa kada je radna frekvencija viša, leća je manja. Dakle, na visokim frekvencijama, ove se antene koriste jer, na nižim frekvencijama, mogu biti donekle glomazne.

U parabolični reflekto r, vidjeli smo da emitirana energija iz dovodnog elementa u fokusu reflektora doseže njegovu površinu, a zatim mijenja mikrovalove koji se sferno zrače u ravne valove. Tako povećava usmjerenost.

Na isti način u slučaju antene s lećom, točkasti izvor djeluje kao izvor koji proizvodi mikrovalnu energiju na površini optičke leće. Dakle, ova optička površina pokreće zračene sferne valne fronte da se promijene u kolimirane.

Ovdje je vidljivo da je kolimirajuća leća izrađena od dielektričnog materijala koji ima konačnu vrijednost dielektrične konstante. Međutim, oni se također mogu izraditi s materijalima koji pokazuju indeks loma ispod jedinice na RF.

Vrste antenskih leća

Postoje dvije vrste antene s lećom s kašnjenjem i antene s brzom lećom o kojima se govori u nastavku.

Antena objektiva s kašnjenjem

Antena s lećom za kašnjenje ili sporovalnom lećom može se definirati kao antena koja uzrokuje usporavanje fronti putujućeg vala zbog medija leće. Ponekad se ove vrste antena nazivaju i dielektričnim lećama. Dolje je prikazano djelovanje dielektrične leće antene.

U ovoj vrsti antene, radio valovi se kreću vrlo sporo u mediju leće nego u slobodnom prostoru, indeks loma je veći od jedan. Dakle, duljina staze se povećava prolaskom kroz medij leće.

To je isto što i djelovanje obične optičke leće na svjetlo. Budući da čvrsti dijelovi leće povećavaju duljinu staze, konvergentna leća poput konveksne leće fokusira radio valove, a divergentna leća poput konkavne leće raspršuje radio valove kao u običnim lećama. Ove leće izrađene su od dielektričnih materijala i pločastih struktura H-ravnine.

Antena s lećom za kašnjenje klasificira se u dvije vrste na temelju vrste dielektričnog materijala koji se koristi za konstrukciju: metalna dielektrična leća i nemetalna dielektrična leća.

Antena s brzim objektivom

U brzoj leći ili anteni s brzom valnom lećom, radio valovi se kreću vrlo brže unutar medija leće u usporedbi s slobodnim prostorom, stoga je indeks loma ispod jedan, pa je duljina optičkog puta smanjena prolaskom kroz medij leće . Ponekad je ova antena poznata i kao metalna pločasta antena E-ravnine.

Ova vrsta antene nema analoga u običnim optičkim materijalima, pa se događa jer je fazna brzina radio valova unutar valovoda veća od brzine svjetlosti. Budući da čvrsti dijelovi leće smanjuju duljinu staze, konvergentna leća poput konkavne leće fokusira radio valove, a divergentna leća poput konveksne leće suprotna je običnim optičkim lećama. Ove leće izrađene su od pločastih struktura E-ravnine i metamaterijala s negativnim indeksom.

Prednosti i nedostatci

The prednosti lećaste antene uključuju sljedeće.

• Ima usku širinu snopa, nisku šumnu temperaturu, visoko pojačanje i niske bočne snopove.
• Struktura ovih antena je kompaktnija.
• Imaju manju težinu u usporedbi s paraboličnim reflektorima i antenama.
• Ima bolju toleranciju dizajna.
• Feed & feed podrška u ovoj anteni ne zaklanja otvor.
• Greda se može pomicati pod kutom u odnosu na os.
• Omogućuje veću fleksibilnost unutar tolerancije dizajna, tako da je moguće uvijanje unutar ove antene.
• Koristi se za iznimno visoke frekvencije.

The nedostaci lećastih antena uključuju sljedeće.

• Leće su glomazne posebno na nižim frekvencijama.
• Složenost unutar dizajna.
• Oni su skupi za iste specifikacije u usporedbi s reflektorima.

Prijave

The primjene lećastih antena uključuju sljedeće.

• Oni su prikladni za frekvencije iznad 3 GHz.
• Koristi se kao širokopojasna antena.
• Koriste se uglavnom za aplikacije s mikrovalnom frekvencijom.
• Konvergentna svojstva ove antene mogu se koristiti za razvoj širokog raspona antena koje se nazivaju parabolične reflektorske antene, tako da se one intenzivno koriste u satelitskim komunikacijama.
• Oni se koriste kao kolimirajući elementi u mikrovalnim sustavima visokog pojačanja poput radioteleskopa, milimetarskih valova radar & satelitske antene.

Dakle, ovo je pregled lećastih antena – rad s aplikacijama. Ove antene su uglavnom stigle kako bi pružile rješenje vlasnicima i operaterima prostora pružajući bolju mobilnu povezanost koja je lakša za postavljanje i jeftinija. Ovdje je pitanje za vas, što je horna antena?