Жаңылыктар - Айрым кеңири таралган антенналардын кириш сөзү жана классификациясы

1. Антенналарга киришүү
Антенна – бул 1-сүрөттө көрсөтүлгөндөй, бош мейкиндик менен берүү линиясынын ортосундагы өткөөл түзүлүш. Берүү линиясы коаксиалдык линия же көңдөй түтүк (толкун өткөргүч) түрүндө болушу мүмкүн, ал электромагниттик энергияны булактан антеннага же антеннадан кабыл алгычка өткөрүү үчүн колдонулат. Биринчиси – берүүчү антенна, экинчиси – кабыл алуучу антенна.

1-сүрөт. Электромагниттик энергияны өткөрүү жолу (булак-берүү линиясы-антеннасыз мейкиндик)

1-сүрөттөгү берүү режиминдеги антенна системасынын берилиши 2-сүрөттө көрсөтүлгөндөй Тевенин эквиваленти менен көрсөтүлөт, мында булак идеалдуу сигнал генератору менен, берүү линиясы мүнөздүү импедансы Zc болгон сызык менен, ал эми антенна ZA [ZA = (RL + Rr) + jXA] жүк менен көрсөтүлөт. Жүк каршылыгы RL антеннанын түзүлүшү менен байланышкан өткөргүчтүктү жана диэлектрикалык жоготууларды, ал эми Rr антеннанын нурлануу каршылыгын билдирет, ал эми XA реактивдүүлүгү антеннанын нурлануусуна байланыштуу импеданстын элестүү бөлүгүн көрсөтүү үчүн колдонулат. Идеалдуу шарттарда сигнал булагы тарабынан өндүрүлгөн бардык энергия антеннанын нурлануу мүмкүнчүлүгүн көрсөтүү үчүн колдонулган радиациялык каршылык Rrге өткөрүлүп берилиши керек. Бирок, практикалык колдонмолордо берүү линиясынын жана антеннанын мүнөздөмөлөрүнө байланыштуу өткөргүч-диэлектрикалык жоготуулар, ошондой эле берүү линиясы менен антеннанын ортосундагы чагылышуудан (дал келбестиктен) келип чыккан жоготуулар бар. Булактын ички импедансын эске алуу менен жана электр берүү линиясын жана чагылдыруу (дал келбестик) жоготууларын эске албаганда, конъюгат дал келүүсү астында антеннага максималдуу кубаттуулук берилет.

2-сүрөт

Берүү линиясы менен антеннанын ортосундагы дал келбестиктен улам, интерфейстен чагылган толкун булактан антеннага түшкөн толкун менен капталып, энергиянын концентрациясын жана сакталышын чагылдырган жана типтүү резонанстык түзүлүш болгон турган толкунду түзөт. 2-сүрөттө пунктир сызык менен типтүү турган толкун үлгүсү көрсөтүлгөн. Эгерде антенна системасы туура эмес иштелип чыкса, берүү линиясы толкун өткөргүч жана энергия өткөргүч түзүлүш катары эмес, көп жагынан энергия сактоочу элемент катары кызмат кыла алат.
Берүү линиясы, антенна жана турган толкундардан келип чыккан жоготуулар кааланбайт. Төмөн жоготуулуу берүү линияларын тандоо менен линия жоготууларын азайтууга болот, ал эми антенна жоготууларын 2-сүрөттө RL менен көрсөтүлгөн жоготуу каршылыгын азайтуу менен азайтууга болот. Туктаган толкундарды азайтууга жана линиядагы энергияны сактоону антеннанын импедансын (жүктү) линиянын мүнөздүү импедансы менен дал келтирүү менен азайтууга болот.
Зымсыз системаларда, энергияны кабыл алуудан же берүүдөн тышкары, антенналар, адатта, белгилүү бир багыттардагы нурланган энергияны күчөтүү жана башка багыттардагы нурланган энергияны басуу үчүн талап кылынат. Ошондуктан, аныктоочу түзүлүштөрдөн тышкары, антенналар багыттоочу түзүлүштөр катары да колдонулушу керек. Антенналар белгилүү бир муктаждыктарды канааттандыруу үчүн ар кандай формада болушу мүмкүн. Ал зым, диафрагма, патч, элемент жыйындысы (массив), чагылдыргыч, линза ж.б. болушу мүмкүн.

Зымсыз байланыш системаларында антенналар эң маанилүү компоненттердин бири болуп саналат. Антеннанын жакшы дизайны системанын талаптарын азайтып, жалпы системанын иштешин жакшырта алат. Классикалык мисал - бул жогорку өндүрүмдүү антенналарды колдонуу менен берүүнү кабыл алууну жакшыртууга боло турган телекөрсөтүү. Байланыш системалары үчүн антенналар адамдар үчүн көз сыяктуу.

2. Антеннанын классификациясы
1. Зымдуу антенна
Зымдуу антенналар антенналардын эң кеңири таралган түрлөрүнүн бири болуп саналат, анткени алар дээрлик бардык жерде - унааларда, имараттарда, кемелерде, учактарда, космос кемелеринде ж.б. кездешет. Зымдуу антенналардын ар кандай формалары бар, мисалы, түз сызык (диполь), илмек, спираль, 3-сүрөттө көрсөтүлгөндөй. Илмектүү антенналар тегерек гана болушу шарт эмес. Алар тик бурчтуу, чарчы, сүйрү же башка формада болушу мүмкүн. Тегерек антенна жөнөкөй түзүлүшүнөн улам эң кеңири таралган.

3-сүрөт

2. Диафрагмалык антенналар
Диафрагмалык антенналар татаалыраак формадагы антенналарга болгон суроо-талаптын өсүшүнө жана жогорку жыштыктарды колдонууга байланыштуу чоң роль ойноп жатат. Диафрагмалык антенналардын айрым түрлөрү (пирамидалык, конус жана тик бурчтуу мүйүздүү антенналар) 4-сүрөттө көрсөтүлгөн. Бул типтеги антенна учактар жана космос кемелери үчүн абдан пайдалуу, анткени аларды учактын же космос кемесинин сырткы кабыгына абдан ыңгайлуу орнотууга болот. Мындан тышкары, аларды катаал чөйрөлөрдөн коргоо үчүн диэлектрикалык материалдын катмары менен каптаса болот.

4-сүрөт

3. Микро тилкелүү антенна
Микро тилкелүү антенналар 1970-жылдары, негизинен спутниктик колдонмолор үчүн абдан популярдуу болуп калган. Антенна диэлектрик субстраттан жана металл тактардан турат. Металл тактын ар кандай формалары болушу мүмкүн, ал эми 5-сүрөттө көрсөтүлгөн тик бурчтуу тактайлуу антенна эң кеңири таралган. Микро тилкелүү антенналар төмөн профилге ээ, тегиз жана тегиз эмес беттерге ылайыктуу, өндүрүү жөнөкөй жана арзан, катуу беттерге орнотулганда жогорку бекемдикке ээ жана MMIC конструкциялары менен шайкеш келет. Алар учактардын, космос кемелеринин, спутниктердин, ракеталардын, унаалардын жана ал тургай мобилдик түзмөктөрдүн бетине орнотулушу мүмкүн жана конформдуу түрдө долбоорлонушу мүмкүн.

5-сүрөт

4. Массивдик антенна
Көптөгөн колдонмолор талап кылган радиациялык мүнөздөмөлөргө бир гана антенна элементи жетише албайт. Антенна массивдери бир же бир нече белгилүү бир багытта максималдуу радиацияны пайда кылуу үчүн синтезделген элементтерден нурланууну жасай алат, типтүү мисал 6-сүрөттө көрсөтүлгөн.

6-сүрөт

5. Рефлектордук антенна
Космосту изилдөөнүн ийгилиги антенна теориясынын тез өнүгүшүнө да алып келди. Өтө алыскы аралыкка байланыштын зарылдыгынан улам, миллиондогон чакырым алыстыктагы сигналдарды берүү жана кабыл алуу үчүн өтө жогорку күчөткүчтүү антенналар колдонулушу керек. Бул колдонмодо антеннанын кеңири таралган түрү - 7-сүрөттө көрсөтүлгөн параболикалык антенна. Бул типтеги антеннанын диаметри 305 метр же андан көп жана мындай чоң өлчөм миллиондогон чакырым алыстыктагы сигналдарды берүү же кабыл алуу үчүн талап кылынган жогорку күчөткүчкө жетүү үчүн зарыл. Рефлектордун дагы бир түрү - 7-сүрөттө (в) көрсөтүлгөндөй, бурчтук рефлектор.

7-сүрөт

6. Линзалуу антенналар
Линзалар, негизинен, чачыраган энергияны коллимациялоо жана анын керексиз нурлануу багыттарына жайылышына жол бербөө үчүн колдонулат. Линзанын геометриясын тийиштүү түрдө өзгөртүү жана туура материалды тандоо менен, алар ар кандай дивергенттик энергия түрлөрүн тегиздик толкундарына айландыра алышат. Аларды параболикалык чагылдыруучу антенналар сыяктуу көпчүлүк колдонмолордо, айрыкча жогорку жыштыктарда колдонсо болот, ал эми алардын өлчөмү жана салмагы төмөнкү жыштыктарда абдан чоң болуп калат. Линза антенналары конструкциялык материалдарына же геометриялык формаларына жараша классификацияланат, алардын айрымдары 8-сүрөттө көрсөтүлгөн.