Sistemele cu bandă largă sunt cea mai bună soluție în diverse aplicații electromagnetice, cum ar fi radare multi-standard de înaltă rezoluție, detectoare de semnal și comunicații. Pentru sistemele cu bandă largă, o antenă cu papion a fost identificată ca fiind cea mai bună soluție pentru sisteme datorită impedanței sale de intrare în bandă largă și formei plane simple. De asemenea, este considerat un sistem de antenă de bandă largă cu câștig ridicat, odată ce sunt asociate cu magnetic artificial conductoare . În prezent, acestea antene sunt utilizate în rețele de bandă largă și orientabile prin fascicul. Dar, geometria papionului trebuie aleasă cu prudență dacă un câștig necesar trebuie menținut într-o anumită direcție pe un întreg interval de frecvență de interes. Chiar dacă, această selecție este adesea problematică, deoarece diferitele tipuri de papion utilizează frecvent parametri diferiți, cum ar fi lungimea radiatoarelor, impedanța de referință, unghiul de flare, configurațiile de măsurare și materialele. Deci, acest articol discută o prezentare generală a unui Antenă papion – lucrul cu aplicații.
Ce este o antenă cu papion?
O antenă care este aranjată într-o configurație cu papion cu două bucăți de sârmă rigidă triunghiulară sau două plăci metalice plate triunghiulare printr-un punct de alimentare în spațiul dintre vârfurile triunghiurilor este cunoscută ca antenă cu papion. Acesta este un tip comun de antenă cu un design biconic bidimensional. Aceste antene sunt frecvent utilizate pentru recepția TV UHF cu rază scurtă de acțiune și, de asemenea, pentru aplicații GPR, deoarece au un set de performanțe stricte ale antenei, cum ar fi performanța în bandă ultra-largă, frecvența scăzută de operare, cel mai mic sunet, planificare, ușoară și compactă.
Există diferite tipuri de antene pentru papion, cum ar fi fantă pentru papion, tipărit cu bandă largă, plasture cu papion cu fante, microbandă pentru papion, fantă pentru papion curbat alimentată cu CPW și triunghiulară cu două fețe.
Cum funcționează o antenă cu papion?
Antena papion funcționează folosind elemente triunghiulare mai degrabă decât tije drepte, cum ar fi elementele de antenă. În această antenă, elementele triunghiulare sunt atașate în exterior pe două părți pentru a face un papion. Aceste două elemente de antenă se ating aproape în centru. Uneori, această antenă este cunoscută sub numele de antenă fluture, deoarece pare un fluture. Elementele papionului conțin o bară metalică care blochează antena, apoi este cunoscută sub numele de antenă cu mustață a pisicii. Acest tip de antenă poate arăta ca niște antene periodice, deși nu sunt considerate antene LP.
Gama de frecvență a antenei cu arc depinde în principal de tipul papionului triunghiular sau rotunjit. Frecvența papionului triunghiular variază de la 2,4 la 6,0 GHz, în timp ce frecvența papionului rotunjit variază de la 2,4 la 6,5 GHz. Antena papion este utilizată în gamele HFR și UFR. Elementele metalice din această antenă sunt elemente rezonante care creează un câmp electric între ele. Când o undă electromagnetică trece printr-un câmp electric și se generează un curent care poate fi alimentat la un receptor radio sau transmis de la un transmițător radio.
Când un receptor radio primește curent, acesta este amplificat și procesat pentru a înțelege informațiile codificate în undele electromagnetice. În timp ce într-un transmițător, invers se întâmplă atunci când un transmițător radio generează un semnal electric care este transmis către antena cu papion. Semnalul electric excită câmpul electric dintre brațele metalice care emite undele electromagnetice în aer.
Calculator de antenă papion
Următoarele formule sunt utilizate pentru a calcula ieșirile dacă cunoaștem frecvența cum ar fi lungimea de undă, lățimea de bandă, lățimea, distanța și înălțimea.
Știm că ‘λ’ = c/f
Unde „λ” este lungimea de undă.
„c” este viteza de propagare în aer.
„f” este frecvența purtătoare în MHz.
Lungime de undă
Frecvența de operare este de 2400 MHz. Este frecvența undei electromagnetice transmise și recepționate de antenă.
Lungimea de undă se calculează ca λ’ = c/f.
Știm că „c” = 3×10^8m/sec, care este viteza luminii.
Înlocuiți aceste valori în ecuația lungimii de undă de mai sus.
λ' = c/f => 3×10^8/2400 = > 125 mm.
Lățimea de bandă
Pentru a calcula lățimea de bandă, formula B = 0,33xf => 0,33 x 2400 = 792 MHz.
Lăţime
Pentru a calcula lățimea, formula este w = 0,375 x λ x 1000 mm
L = 0,375 x 125 x 1000mm => 46,875 mm.
Distanţă
Pentru a calcula distanța, avem o formulă ca D = 0,02066 x λ.
D = 0,02066 x 125 => 2,5825 mm.
Înălţime
Pentru a calcula înălțimea, avem o formulă ca H= 0,25 x λ.
H= 0,25 x 125 => 31,25 mm.
Model de radiație antenă papion
În proiectarea antenei, modelul de radiație este dependența unghiulară a puterii undelor radio de la antenă. Deci, este abaterea puterii radiate printr-o antenă ca direcție în funcție de distanță de antenă. Modelul de radiație al antenei va arăta distribuția energiei radiate de către antenă în spațiu.
Termenul de radiație este folosit pentru a semnifica emisia sau răspunsul undei la antenă pentru a specifica puterea acesteia. Poate fi reprezentat grafic ca poziție unghiulară și funcție de distanță radială de la antenă. Deci, acestea sunt reprezentări schematice ale distribuției energiei radiate în spațiu ca o funcție de direcție. Modelul de radiație al acestei antene este similar cu cel al antenei dipol. Polarizarea antenei papion este verticală și va primi semnale în direcția unui con sau aripile fluturelui sunt ascuțite.
Caracteristici
Caracteristicile antenei papion sunt discutate mai jos.
- Această antenă folosește elemente triunghiulare precum elementele antenei.
- Acest tip de antenă are o polarizare verticală astfel încât va primi semnale în calea aripilor sau a conului.
- Aceste antene sunt modelate printr-un fir conductor pliat.
- Această antenă are o lățime de bandă mult mai bună în comparație cu o antenă dipol cu fir subțire.
- Aceste tipuri de antene au electrozi în diferite forme, cum ar fi Sharp BT, Asymmetric BT, Broad BT, Doubled BT și Blunted BT.
Avantaje
Avantajele antenei papion includ următoarele.
- Antenele papion sunt ușoare.
- Proiectarea și fabricarea sunt ușoare.
- Echilibru mai bun în cadrul radiației.
- Are o structură plană și dimensiuni compacte.
- Lățimea de bandă a acestei antene va fi îmbunătățită cu elemente triunghiulare deasupra celor drepte.
- Aceste antene primesc semnale frecvent dintr-un unghi de 60 de grade.
- Designul său este foarte puternic.
- Acestea nu sunt scumpe.
- Reflectorul de plasă din această antenă este foarte eficient în comparație cu antenele yagi.
Dezavantajele antenei papion includ următoarele.
- Aceste antene au eficiențe de transmisie slabe la capătul inferior al intervalului lor de frecvență.
- Aceste antene au reflexii la capătul focului, caracteristici de dispersie, lățime de bandă limitată, câștig slab și eficiență.
Aplicații
The aplicații ale antenelor cu papion includ următoarele.
- În prezent, aceste antene sunt încă folosite în multe aplicații, cum ar fi 5G, WLAN/LTE/WiMAX multibandă, polarimetrie IR, radare cu rază scurtă de acțiune și penetrare la sol.
- O antenă cu papion este utilizată în toate aplicațiile UWB, cum ar fi aplicațiile bazate pe radar de penetrare a solului, Wi-Fi, wireless și cu microunde.
- Aceste antene sunt utilizate pe scară largă pentru aplicații GPR
- Acestea sunt frecvent utilizate pentru recepția TV UHF pe rază scurtă.
- Aplicațiile antenei cu papion sunt aceleași cu antenele dipol, cu excepția unei lățimi de bandă mai largă.
- Această antenă este utilizată în mod normal în aplicații de comunicații fără fir, cum ar fi antene de satelit, stații de bază pentru telefoane mobile etc.
- Această antenă este, de asemenea, o alegere perfectă acolo unde este necesară transmisia și recepția pe rază medie până la distanță lungă.
Astfel, aceasta este o prezentare generală a unui papion antenă – funcționează cu aplicatii. Această antenă este considerată o antenă biconică în versiune bidimensională, care are numeroase elemente care ies în exterior într-un model de 360 de grade în două direcții. Iată o întrebare pentru tine, ce este un matrice de antene ?
