O antenă este un dispozitiv metalic de transmisie care transmite și primește unde radio electromagnetice între circuitul electric și spațiu. Aceste dispozitive sunt disponibile în diferite dimensiuni și forme, unde antenele mici pot fi găsite pe acoperișul dvs. folosite pentru a viziona la televizor, iar antenele mari sunt folosite pentru a capta semnale la milioane de mile distanță de sateliți. Sunt diferite tipuri de antenă este disponibilă acolo unde fiecare antenă este concepută în principal pentru transmiterea și recepția de semnale într-un anumit interval de frecvență, în funcție de forma și dimensiunea sa, cum ar fi fir, dipol, buclă, dipol scurt, deschidere, monopol, lentilă, slot, corn etc. Acest articol discută o prezentare generală a unuia dintre tipurile de antenă și anume - antena lentilei , și lucrul cu aplicații.
Ce este antena pentru obiectiv?
Dispozitivul electromagnetic tridimensional care este utilizat în principal pentru aplicații cu frecvență mai înaltă este cunoscut sub numele de antenă cu lentile. Această antenă include o lentilă electromagnetică cu alimentare și este similară cu o lentilă de sticlă care este utilizată în domeniul optic. Această antenă utilizează o suprafață curbată atât pentru transmisie, cât și pentru recepție. Aceste antene sunt fabricate cu sticlă, oriunde sunt urmărite proprietățile lentilelor convergente și divergente. Gama de frecvență a antenei obiectivului variază de la 1000 MHz la 3000 MHz.
The funcția unei antene cu lentile este de a genera un front de undă plan din iluminarea sferică, cu deschidere de control, colimează razele electromagnetice, formează partea frontală a undei de intrare la focar și produce caracteristici direcționale.
Proiectarea antenei lentilelor
Antena lentilă este proiectată în principal pentru a transmite și recepționa semnale în intervalul de frecvență a microundelor. Dacă luăm în considerare că o lentilă optică de tip convergent este prezentă într-o anumită poziție și sursa de energie este prezentă la punctul focal care produce energia la o distanță focală de-a lungul axei lentilei optice în modul de transmisie.
Cu toții ar trebui să știm că din punct de vedere optic atunci când lumina scade pe exteriorul lentilei, atunci se răsucește din cauza refracției. Aici, modul de răsucire a energiei luminoase depinde în principal de materialul și curba de unde este făcută lentila.
Ca rezultat, ori de câte ori antena de alimentare, cum ar fi o antenă dipol sau corn, este prezentă la punctul focal care este disponibil în stânga lentilei, frontul de undă sferic emergent de la sursă care se abate de la natură poate fi incident de pe suprafața antenei.
Deci, odată ce razele curg prin el după incidență, razele care deviază se vor colima din cauza refracției și se vor transforma în fronturi de undă plate. Astfel, razele paralele sunt atinse în partea dreaptă a lentilei optice. Astfel, semnalul antenei cu un element de alimentare este transmis. În mod similar, dacă această antenă este realizată dintr-un material dielectric, atunci semnalele electromagnetice RF sunt colimate în același mod și mai departe sunt transmise.
Acum luați în considerare următoarea antenă în modul de recepție. În acest mod, razele paralele vor incidenta pe suprafața lentilei convergente, la punctul focal din partea stângă a lentilei converge din cauza mecanismului de refracție. Deci, acest proces este utilizat odată ce este utilizat pentru modul de recepție.
Aici, trebuie remarcat faptul că pentru a obține proprietăți de focalizare mai bune la frecvență radio, mediul trebuie să aibă un indice de refracție sub unitate. Deci, acest lucru duce la crearea de fronturi de undă drepte chiar și odată ce indicele de refracție al materialului este scăzut/înalt.
Antena lentilei funcționează
Funcționarea antenei lentilei este la fel ca o lentilă optică. În materialul lentilelor, semnalele cu microunde au o viteză de fază diferită de cea din aer, astfel încât grosimea lentilei în schimbare pur și simplu întârzie transmiterea semnalelor cu microunde prin acesta în cantități diferite, direcția undelor și schimbarea formei frontului de undă.
Această antenă folosește proprietățile de convergență și divergență ale unui obiectiv pentru a transmite și a primi semnale. Aceste tipuri de antene includ o antenă dipol/corn cu lentila. Aici, dimensiunea lentilei depinde în principal de frecvența de operare, așa că atunci când frecvența de operare este mai mare, lentila este mai mică. Deci, la frecvențe înalte, aceste antene sunt folosite pentru că, la frecvențe mai joase, pot fi oarecum voluminoase.
Într-o reflecto parabolic r, am văzut că energia emisă de elementul de alimentare la focarul reflectorului ajunge la suprafața sa, apoi schimbă microundele care sunt radiate sferic în unde plane. Deci îmbunătățește directivitatea.
La fel și în cazul antenei cu lentile, sursa punctuală funcționează ca și alimentarea care produce energie de microunde către suprafața lentilei optice. Deci, această suprafață optică alimentează fronturile de undă sferice radiate să se transforme în una colimată.
Aici, este de remarcat faptul că lentila de colimare este realizată dintr-un material dielectric care posedă valoarea constantă dielectrică finită. Cu toate acestea, acestea pot fi realizate și cu materiale care prezintă sub unitatea indicelui de refracție la RF.
Tipuri de antenă cu lentile
Există două tipuri de antenă cu lentilă cu întârziere și antenă cu obiectiv rapid, care sunt discutate mai jos.
Antena lentilă de întârziere
O lentilă cu întârziere sau o antenă cu lentilă cu undă lentă poate fi definită ca o antenă care provoacă întârziere în fronturile de undă care călătoresc din cauza suportului de lentilă. Uneori, aceste tipuri de antene sunt numite și lentile dielectrice. Reprezentarea acțiunii lentilei dielectrice a antenei este prezentată mai jos.
La acest tip de antenă undele radio se deplasează foarte lent în mediul lentilei decât în spațiul liber, indicele de refracție este mai mare de unu. Astfel, lungimea traseului este mărită prin trecerea prin mijlocul lentilei.
Aceasta este aceeași cu o acțiune obișnuită a lentilei optice asupra luminii. Deoarece părțile solide ale lentilei măresc lungimea traseului, o lentilă convergentă ca o lentilă convexă concentrează undele radio, iar o lentilă divergentă, precum o lentilă concavă, dispersează undele radio ca în lentilele obișnuite. Aceste lentile sunt realizate cu materiale dielectrice și structuri cu plăci cu plan H.
Antena cu lentilă de întârziere este clasificată în două tipuri în funcție de tipul de material dielectric utilizat pentru construcție: lentilă dielectrică metalică și lentilă dielectrică nemetalice.
Antenă cu obiectiv rapid
Într-o antenă cu lentilă rapidă sau cu undă rapidă, undele radio se mișcă foarte repede în mediul lentilei în comparație cu spațiul liber, astfel indicele de refracție este sub unu, astfel încât lungimea căii optice este redusă prin trecerea prin mediul lentilei. . Uneori, această antenă este cunoscută și ca antenă cu plăci metalice E-plane.
Acest tip de antenă nu are analog în materialele optice obișnuite, așa că are loc datorită vitezei de fază a undelor radio în ghidurile de undă fiind mai mare decât viteza luminii. Deoarece părțile solide ale lentilei reduc lungimea traseului, o lentilă convergentă ca o lentilă concavă concentrează undele radio, iar o lentilă divergentă, cum ar fi o lentilă convexă, este opusă lentilelor optice obișnuite. Aceste lentile sunt realizate cu structuri de plăci E-plane și metamateriale cu indice negativ.
Avantaje și dezavantaje
The Avantajele antenei lentilei includ următoarele.
- Are lățimea fasciculului îngust, temperatură scăzută de zgomot, câștig mare și lobi laterali mici.
- Structura acestor antene este mai compactă.
- Acestea au o greutate mai mică în comparație cu reflectoarele parabolice și antenele cu corn.
- Are o toleranță mai bună la design.
- Suportul de alimentare și de alimentare din această antenă nu obstrucționează deschiderea.
- Fasciculul poate fi deplasat unghiular în raport cu axa.
- Oferă mai multă flexibilitate în toleranța de proiectare, astfel încât răsucirea în cadrul acestei antene este realizabilă.
- Este utilizat pentru aplicații cu frecvență extrem de înaltă.
The dezavantajele antenelor lentilelor includ următoarele.
- Lentilele sunt voluminoase în special la frecvențe mai joase.
- Complexitate în design.
- Acestea sunt scumpe pentru aceleași specificații în comparație cu reflectoarele.
Aplicații
The aplicații ale antenelor lentilelor includ următoarele.
- Acestea sunt potrivite pentru o frecvență de peste 3 GHz.
- Folosit ca antena de bandă largă.
- Acestea sunt utilizate în principal pentru aplicații de frecvență cu microunde.
- Proprietățile convergente ale acestei antene pot fi folosite pentru a dezvolta o gamă înaltă de antene numite antene reflectoare parabolice, astfel încât acestea sunt utilizate pe scară largă în comunicațiile prin satelit.
- Acestea sunt utilizate ca elemente de colimare în sistemele cu microunde cu câștig mare, cum ar fi telescoape radio, unde milimetrice radar & antene de satelit.
Astfel, aceasta este o privire de ansamblu asupra antenelor lentilelor – lucrul cu aplicații. Aceste antene au ajuns în principal pentru a oferi o soluție proprietarilor și operatorilor de locații, oferind o conectivitate mobilă mai bună, care este mai ușor de implementat și mai puțin costisitoare. Iată o întrebare pentru tine, ce este o antenă cu corn?
