1.آنتن چیست؟
همانطور که همه ما می دانیم، همه انواع w وجود دارددستگاه های ارتباطی بی سیمدر زندگی ما، مانند لینک پایین ویدیوی پهپاد،لینک بی سیم برای ربات, سیستم مش دیجیتالو این سیستم های انتقال رادیویی از امواج رادیویی برای انتقال بی سیم اطلاعاتی مانند ویدئو، صدا و داده استفاده می کنند.آنتن وسیله ای است که برای تابش و دریافت امواج رادیویی استفاده می شود.
2.پهنای باند آنتن
هنگامی که فرکانس کاری آنتن تغییر می کند، درجه تغییر پارامترهای الکتریکی مربوطه آنتن در محدوده مجاز است.محدوده فرکانس مجاز در این زمان پهنای باند فرکانس آنتن است که معمولاً به آن پهنای باند می گویند.هر آنتنی دارای پهنای باند عملیاتی مشخصی است و هیچ اثر متناظری در خارج از این باند فرکانسی ندارد.
پهنای باند مطلق: ABW=fmax - fmin
پهنای باند نسبی: FBW=(fmax - fmin)/f0×100%
f0=1/2 (fmax + fmin) فرکانس مرکزی است
هنگامی که آنتن در فرکانس مرکزی کار می کند، نسبت موج ایستاده کوچکترین و بازده بالاترین است.
بنابراین، فرمول پهنای باند نسبی معمولاً به صورت: FBW=2(fmax-fmin)/(fmax+fmin) بیان می شود.
از آنجایی که پهنای باند آنتن محدوده فرکانس کاری است که در آن یکی یا برخی از پارامترهای عملکرد الکتریکی آنتن نیازها را برآورده می کند، می توان از پارامترهای الکتریکی مختلف برای اندازه گیری پهنای باند فرکانس استفاده کرد.به عنوان مثال، عرض باند فرکانس مربوط به عرض لوب 3dB (عرض لوب به زاویه بین دو نقطه که شدت تابش 3dB کاهش می یابد، یعنی چگالی توان به نصف کاهش می یابد، در هر دو طرف جهت حداکثر تابش اشاره دارد. از لوب اصلی)، و عرض باند فرکانسی که در آن نسبت موج ایستاده الزامات خاصی را برآورده می کند.در میان آنها، رایج ترین مورد استفاده، پهنای باند اندازه گیری شده توسط نسبت موج ایستاده است.
3-رابطه بین فرکانس کاری و اندازه آنتن
در همین محیط، سرعت انتشار امواج الکترومغناطیسی قطعی است (برابر سرعت نور در خلاء، ثبت شده به صورت c≈3×108m/s).با توجه به c=λf می توان دریافت که طول موج با فرکانس نسبت معکوس دارد و این دو تنها رابطه متناظر هستند.
طول آنتن نسبت مستقیم با طول موج و نسبت معکوس با فرکانس دارد.یعنی هر چه فرکانس بیشتر باشد طول موج کوتاهتر است و می توان آنتن را کوتاهتر ساخت.البته طول آنتن معمولاً برابر با یک طول موج نیست، بلکه اغلب 1/4 طول موج یا 1/2 طول موج است (به طور کلی از طول موج مربوط به فرکانس کاری مرکزی استفاده می شود).زیرا وقتی طول یک رسانا مضرب صحیح طول موج 1/4 باشد، هادی ویژگی های تشدید را در فرکانس آن طول موج از خود نشان می دهد.هنگامی که طول هادی 1/4 طول موج باشد، دارای ویژگی های تشدید سری و زمانی که طول هادی 1/2 طول موج باشد، دارای ویژگی های تشدید موازی است.در این حالت رزونانس، آنتن به شدت تابش می کند و راندمان تبدیل انتقال و دریافت بالاست.اگرچه تابش نوسانگر از 1/2 طول موج فراتر می رود، تابش همچنان افزایش می یابد، اما تابش ضد فاز قسمت اضافی یک اثر لغو ایجاد می کند، بنابراین اثر تابش کلی به خطر می افتد.بنابراین، آنتن های معمولی از واحد طول نوسان ساز 1/4 طول موج یا 1/2 طول موج استفاده می کنند.در میان آنها، آنتن 1/4 طول موج عمدتاً از زمین به عنوان آینه به جای آنتن نیمه موج استفاده می کند.
آنتن طول موج 1/4 می تواند با تنظیم آرایه به نسبت موج ایستاده و اثر استفاده ایده آل دست یابد و در عین حال می تواند فضای نصب را ذخیره کند.با این حال، آنتن‌هایی با این طول معمولاً بهره کمی دارند و نمی‌توانند نیازهای سناریوهای انتقال با بهره بالا را برآورده کنند.در این حالت معمولا از آنتن های 1/2 طول موج استفاده می شود.
علاوه بر این، در تئوری و عمل ثابت شده است که آرایه طول موج 5/8 (این طول نزدیک به 1/2 طول موج است اما تابش قوی تر از طول موج 1/2 دارد) یا آرایه کوتاه کننده بارگذاری طول موج 5/8 (وجود دارد یک سیم پیچ بارگذاری در نصف فاصله طول موج از بالای آنتن) نیز می تواند طراحی یا انتخاب شود تا یک آنتن مقرون به صرفه و با بهره بالاتر بدست آورید.
مشاهده می‌شود که وقتی فرکانس کاری آنتن را می‌دانیم، می‌توانیم طول موج مربوطه را محاسبه کنیم و سپس با تلفیق با تئوری خط انتقال، شرایط فضای نصب و نیازهای بهره انتقال، می‌توانیم تقریباً طول مناسب آنتن مورد نیاز را بدانیم. .
زمان ارسال: اکتبر-13-2023
