1. Aféierung an d'Antennen
Eng Antenn ass eng Iwwergangsstruktur tëscht fräiem Raum an enger Transmissiounsleitung, wéi an der Figur 1 gewisen. D'Transmissiounsleitung kann a Form vun enger Koaxialleitung oder engem huele Rouer (Wellenleiter) sinn, deen benotzt gëtt fir elektromagnetesch Energie vun enger Quell op eng Antenn oder vun enger Antenn op en Empfänger ze iwwerdroen. Déi éischt ass eng Sendeantenn, an déi zweet ass eng Empfängantenn.Antenn.
Figur 1 Elektromagnetesch Energieiwwerdroungswee
D'Iwwerdroung vum Antennesystem am Iwwerdroungsmodus vun der Figur 1 gëtt duerch den Thevenin-Äquivalent duergestallt, wéi an der Figur 2 gewisen, wou d'Quell duerch en idealen Signalgenerator duergestallt gëtt, d'Iwwerdroungsleitung duerch eng Leitung mat charakteristescher Impedanz Zc duergestallt gëtt, an d'Antenn duerch eng Laascht ZA [ZA = (RL + Rr) + jXA] duergestallt gëtt. De Laaschtwidderstand RL representéiert d'Leetungs- an d'Dielektrizitéitsverloschter, déi mat der Antennestruktur verbonne sinn, während Rr de Stralungswidderstand vun der Antenn duerstellt, an d'Reaktanz XA benotzt gëtt fir den imaginären Deel vun der Impedanz ze representéieren, déi mat der Antennestralung verbonne ass. Ënner idealen Bedéngungen soll all Energie, déi vun der Signalquell generéiert gëtt, op de Stralungswidderstand Rr iwwerdroe ginn, deen benotzt gëtt fir d'Stralungskapazitéit vun der Antenn ze representéieren. Wéi och ëmmer, a prakteschen Uwendungen gëtt et Leeder-Dielektrizitéitsverloschter wéinst de Charakteristike vun der Iwwerdroungsleitung an der Antenn, souwéi Verloschter, déi duerch Reflexioun (Mismatch) tëscht der Iwwerdroungsleitung an der Antenn verursaacht ginn. Wann een d'intern Impedanz vun der Quell berécksiichtegt an d'Ignoréiere vun de Verloschter vun der Iwwerdroungsleitung an de Reflexiouns- (Mismatch) Verloschter ignoréiert, gëtt déi maximal Leeschtung der Antenn ënner konjugéierter Anpassung geliwwert.
Figur 2
Wéinst der Diskrepanz tëscht der Transmissiounsleitung an der Antenn gëtt déi reflektéiert Well vun der Grenzfläch mat der afalender Well vun der Quell bis bei d'Antenn iwwerlagert, fir eng stänneg Well ze bilden, déi d'Energiekonzentratioun a Späicherung representéiert an en typescht Resonanzgerät ass. E typescht stännegt Wellemuster gëtt duerch déi gepunkelt Linn an der Figur 2 gewisen. Wann den Antennesystem net richteg entworf ass, kann d'Transmissiounsleitung gréisstendeels als Energiespäicherelement anstatt als Welleleiter an Energieiwwerdroungsgerät funktionéieren.
D'Verloschter, déi duerch d'Transmissiounsleitung, d'Antenn an d'Standwellen verursaacht ginn, sinn ongewollt. D'Verloschter vun der Leitung kënne miniméiert ginn, andeems d'Transmissiounsleitunge mat geréngem Verloscht ausgewielt ginn, während d'Verloschter vun der Antenn reduzéiert kënne ginn, andeems de Verloschtwidderstand, deen duerch RL an der Figur 2 representéiert gëtt, reduzéiert gëtt. Standwellen kënne reduzéiert ginn an d'Energiespäicherung an der Leitung kann miniméiert ginn, andeems d'Impedanz vun der Antenn (Laascht) mat der charakteristescher Impedanz vun der Leitung ugepasst gëtt.
A drahtlose Systemer sinn, nieft dem Empfang oder der Iwwerdroe vun Energie, Antennen normalerweis gebraucht fir d'Ausstralung an bestëmmte Richtungen ze verbesseren an d'Ausstralung an aner Richtungen z'ënnerdrécken. Dofir mussen, nieft Detektiounsapparater, Antennen och als Richtungsapparater benotzt ginn. Antennen kënnen a verschiddene Formen optrieden fir spezifesch Bedierfnesser gerecht ze ginn. Et kann en Drot, eng Apertur, e Patch, eng Elementbaugrupp (Array), e Reflekter, eng Lëns, etc. sinn.
A drahtlose Kommunikatiounssystemer sinn Antennen eng vun de wichtegsten Komponenten. E gudden Antennendesign kann de Systemufuerderunge reduzéieren an d'Gesamtleistung vum System verbesseren. E klassescht Beispill ass d'Televisioun, wou den Empfang vun Emissiounen duerch d'Benotzung vun héichperformanten Antennen verbessert ka ginn. Antennen sinn fir Kommunikatiounssystemer dat, wat Aen fir Mënsche sinn.
2. Antenneklassifikatioun
D'Hornantenn ass eng planar Antenn, eng Mikrowellenantenn mat engem kreesfërmegen oder rechteckege Querschnëtt, deen sech um Enn vum Wellenleiter graduell opmécht. Et ass déi am meeschte verbreet Aart vu Mikrowellenantenn. Hiert Stralungsfeld gëtt duerch d'Gréisst vun der Apertur vum Horn an den Ausbreedungstyp bestëmmt. Dorënner kann den Afloss vun der Hornwand op d'Stralung mat Hëllef vum Prinzip vun der geometrescher Diffraktioun berechent ginn. Wann d'Längt vum Horn onverännert bleift, wäerten d'Aperturgréisst an d'quadratesch Phasendifferenz mat der Erhéijung vum Hornöffnungswénkel zouhuelen, awer de Gewënn ännert sech net mat der Aperturgréisst. Wann de Frequenzband vum Horn muss erweidert ginn, ass et néideg d'Reflexioun um Hals an der Apertur vum Horn ze reduzéieren; d'Reflexioun wäert ofhuelen, wann d'Aperturgréisst eropgeet. D'Struktur vun der Hornantenn ass relativ einfach, an de Stralungsmuster ass och relativ einfach an einfach ze kontrolléieren. Si gëtt allgemeng als mëttel Richtungsantenn benotzt. Parabolesch Reflekter-Hornantennen mat breeder Bandbreet, niddrege Säitelappen an héijer Effizienz ginn dacks a Mikrowellenrelaiskommunikatioun benotzt.
2. Mikrostripantenn
D'Struktur vun enger Mikrostripantenn besteet allgemeng aus engem dielektresche Substrat, engem Heizkierper an enger Äerdplane. D'Dicke vum dielektresche Substrat ass vill méi kleng wéi d'Wellenlängt. Déi dënn Metallschicht um Buedem vum Substrat ass mat der Äerdplane verbonnen, an déi dënn Metallschicht mat enger spezifescher Form gëtt op der viischter Säit duerch Photolithographie als Heizkierper gemaach. D'Form vum Heizkierper kann op vill Manéiere jee no Bedarf geännert ginn.
Den Opstig vun der Mikrowellenintegratiounstechnologie a vun neie Produktiounsprozesser huet d'Entwécklung vu Mikrostripantennen gefördert. Am Verglach mat traditionellen Antennen si Mikrostripantennen net nëmme kleng a Gréisst, liicht a Gewiicht, niddreg am Profil, einfach ze konforméieren, mä och einfach ze integréieren, niddreg a Käschten, gëeegent fir Masseproduktioun, an hunn och d'Virdeeler vun diversifizéierten elektreschen Eegeschaften.
D'Wellenleiter-Slotantenn ass eng Antenn, déi d'Slitzer an der Wellenleiterstruktur benotzt fir Stralung z'erreechen. Si besteet normalerweis aus zwou parallele Metallplacken, déi e Wellenleiter mat enger schmueler Spalt tëscht den zwou Placken bilden. Wann elektromagnetesch Wellen duerch d'Wellenleiter-Spalt passéieren, entsteet e Resonanzphänomen, wouduerch e staarkt elektromagnetescht Feld an der Géigend vun der Spalt generéiert gëtt, fir Stralung z'erreechen. Wéinst hirer einfacher Struktur kann d'Wellenleiter-Slotantenn Breitband- a héicheffizient Stralung erreechen, dofir gëtt se wäit verbreet a Radar, Kommunikatioun, drahtlose Sensoren an anere Beräicher am Mikrowellen- a Millimeterwellenband benotzt. Zu hire Virdeeler gehéieren héich Stralungseffizienz, Breitbandcharakteristiken a gutt Anti-Interferenzfäegkeet, dofir gëtt se vun Ingenieuren a Fuerscher bevorzugt.
Eng bikonesch Antenn ass eng Breitbandantenn mat enger bikonescher Struktur, déi sech duerch eng breet Frequenzgang an eng héich Stralungseffizienz charakteriséiert. Déi zwee konesch Deeler vun der bikonescher Antenn sinn symmetresch zueneen. Duerch dës Struktur kann effektiv Stralung an engem breede Frequenzband erreecht ginn. Si gëtt normalerweis a Beräicher wéi Spektrumanalyse, Stralungsmiessung an EMC (elektromagnetesch Kompatibilitéit) Tester benotzt. Si huet eng gutt Impedanzanpassung a Stralungseigenschaften an ass gëeegent fir Uwendungsszenarien, déi verschidde Frequenzen ofdecke mussen.
Eng Spiralantenn ass eng Breitbandantenn mat enger Spiralstruktur, déi sech duerch eng breet Frequenzantwort an eng héich Stralungseffizienz charakteriséiert. D'Spiralantenn erreecht Polarisatiounsdiversitéit a Breitbandstrahlungscharakteristiken duerch d'Struktur vu Spiralspule a ass gëeegent fir Radar, Satellittekommunikatioun a drahtlos Kommunikatiounssystemer.
Fir méi iwwer Antennen ze léieren, gitt w.e.g. op:
Zäitpunkt vun der Verëffentlechung: 14. Juni 2024

