مزایا و معایب آنتن های شیپوری. آنتن شاخ: توضیحات، طراحی، خواص و کاربرد. بوق بخش E-plane
در 2.45 گیگاهرتز، طول موج سیگنال WiFi 122 میلی متر است. قطبش عمودی است. این شبکه نمودار جالبی از یک دوتایی خمیده در اطراف یک لوله مسی با قطر 10 سانتی متر ارائه می دهد که نشان می دهد الگوی تشعشع چنین آنتنی در آزیموت منحرف شده است. هیچ مدل MMANA برای دیدن اینکه دقیقا چه اتفاقی می افتد وجود ندارد، اما آماتورها استدلال می کنند که این حرکت بهترین نیست (ما بعداً به آن خواهیم پرداخت). آنتن های هورن برای فرکانس های بالا مناسب هستند، اما برای فرکانس های پایین بیش از حد حجیم هستند. آیا می توان آنتن روتر را با دستان خود به شکل بلندگو ساخت. در موارد استثنایی (تقلید صدای اردک دریاچه) قطعا بله.
تعداد کمی از مردم به معنای فیزیکی آنتن فکر می کنند. یک فرد معمولی پاسخ خواهد داد که یک آنتن برای تقویت سیگنال ضروری است، اما یک دستگاه غیر فعال و غیر تقویت کننده است. سیگنال را از یک منطقه بزرگ جمع آوری می کند و آن را به منطقه کوچکی که کابل گیرنده در آن قرار دارد می فرستد. همه آنتن ها بدون استثنا این کار را انجام می دهند. ویبراتور چه چیزی را می تواند جمع آوری کند؟ کافی است به یاد داشته باشید که ویبراتور موج (یک تکه سیم برابر با طول موج) بهتر از ویبراتور نیمه موج است که نسبت به ویبراتور یک چهارم موج (برابر یک چهارم طول موج) برتری دارد. هر چه ویبره طولانی تر باشد، موثرتر است. در این حالت نسبت های خاصی رعایت می شود. این توسط قوانین موجی طبیعت دیکته می شود.
مشخص است که یک خواننده اپرا پس از زدن یک نت بالا، یک شیشه کریستال را می شکند. چگونه انجام می شود. استاد آواز به آرامی به ساز ضربه می زند و به نت هایی که از ظرف می ریزد گوش می دهد. این فرکانس تشدید جسم است. خواننده با نواختن همان نت با صدایی آموزش دیده پاسخی را از ظرف برمی انگیزد. نوسانات جمع می شوند، تشدید می شوند و از بین نمی روند. در نتیجه شیشه تکه تکه می شود. دقیقاً همین اتفاق در آنتن می افتد. امواجی را که طنین دار هستند جمع آوری و ارسال می کند. و این فرکانس اساسی و هارمونیک (ضرب در فرکانس دو، چهار و غیره) است. یک آنتن خانگی برای روتر به از بین بردن موارد غیر ضروری کمک می کند. سیگنال در مکان مناسب متمرکز خواهد شد.
مهم است که سیم را به درستی به آنتن وصل کنید. دریافت امواج و هارمونیک ها امکان تولید آنتن هارمونیک دریافت کننده فرکانس هایی که نیم امواج آن چند برابر ابعاد دستگاه است را فراهم می کند.
به عنوان مثال، فرکانس های مربوط به 1: 2: 4: 6 و غیره. یک خط به درستی ترسیم شده به شما این امکان را می دهد که همزمان چندین موج را بگیرید. اگر قوانین را زیر پا بگذارید، دستگاه کار نخواهد کرد. در اینجا نحوه انجام آن آمده است:
- یک نمودار شماتیک از یک ویبراتور (خط مستقیم) رسم کنید، که در آن قوانین توزیع جریان و ولتاژ برای تمام طول موج ها به صورت شماتیک نشان داده شده است.
- اگر سیم ها را در نقطه آنتی گره ولتاژ وصل کنید، منبع تغذیه ولتاژ دریافت می کنید.
- اگر سیم ها را در نقطه پاد گره همه جریان ها وصل کنید، تغذیه جریان دریافت می کنید.
آنتن های هارمونیک اینگونه ساخته می شوند. برای ساختن چیزی مثل این مثلا برای فرکانس 3.7 مگاهرتز (محدوده HF) به یک تکه سیم به طول 80 متر نیاز دارید. واضح است که چنین شرایطی ممکن است برای شما مناسب نباشد. بنابراین، طرح های جدید به طور مداوم در حال جستجو هستند. چندی پیش آنها شرحی از فرآیند ساخت یک آنتن فرومغناطیسی برای محدوده 3.7 تا 7 مگاهرتز منتشر کردند که در یک مشت قرار می گیرد. ما ادعا نمی کنیم که جایگزین 80 متر مس شود، اما محققان اثر مثبتی از آن مشاهده کرده اند که در رادیوها استفاده می شود.
آنتن شاخ برای روتر
چه چیزی شما را با یک آنتن تقویت کننده بوق برای روتر خوشحال می کند. ساده در طراحی. این تئوری است:
- هرمی (هرم کوتاه)؛
- بخش، بخش (بخشی ساخته شده از یک موجبر، پایین و سقف با یکدیگر موازی هستند، طرفین از هم جدا می شوند).
- مخروطی (مخروط کوتاه شده)؛
- هیبرید (شکل بوق را به سختی می توان یک کلمه ساختگی نامید؛ کسانی که مبدل های ماهواره ای جدا کرده اند با یک بوق با پله ها آشنا هستند).
اگر از بوق در ارتباطات ماهواره ای در فرکانس های بالای 5 گیگاهرتز استفاده می شود، برای WiFi نیز مناسب هستند. نحوه ساخت آنتن برای روتر شاخ ها متعلق به کلاس دستگاه های مایکروویو هستند. آنتن از فولاد با روکش داخلی ساخته شده است. این شرایط رسانایی را بهبود می بخشد، به موج اجازه می دهد آزادانه به داخل حرکت کند و به دیواره ها سختی می دهد. در عمل مقوای پوشیده شده با فویل در داخل برای یک ایوان لعابدار مناسب است. همانطور که می دانید فویل از آلومینیوم ساخته شده است. برخی از افراد آنتن های بوق را از PCB جمع می کنند. سپس سطح را مثلاً با پاک کن جلا داده و لاک می زنند. درگاه آنتن شاخ را با دی الکتریک، پلاستیک، فوم و غیره ببندید.
مهم! بدون فویل، بوق به دلایل واضح کار نخواهد کرد. دی الکتریک نمی تواند تابش الکترومغناطیسی را منعکس کند.
اتصالات، در مورد PCB، لحیم کاری شده است، مقوا چسبانده شده است. احتمالا بهتر است تخته سه لا بگیرید، زیرا هندسه صحیح برای آنتن مهم است. و ورق روکش شکل خود را بهتر حفظ می کند. قسمت داخلی باید از درزها چسبانده شود و قسمت بیرونی باید با آستری پوشانده شود که از نفوذ رطوبت به داخل جلوگیری کند. بعد رنگ می شود و در هر جایی آویزان می شود. در صورت تمایل، امکان اتصال دانخوری پرنده در بالا وجود دارد. داخل سازه را تا حد امکان یکنواخت با فویل بپوشانید (یکنواختی چسباندن تأثیری بر عملکرد آنتن نخواهد داشت). ما پیشنهاد می کنیم یک شاخ هرمی بسازید که ساده تر است و در صورت تمایل افراد غریبه به شبکه ما، الگوی تشعشع و ارتفاع قابل قبولی را ارائه می دهد.
الگوی تشعشع آنتن بوق برای روتر اصلی نیست. این یک گلبرگ با عرض 15 درجه (بسته به طرح) در آزیموت و ارتفاع است. این برنامه خاص را تعیین می کند. برای پوشش خانه، آنتن را در ارتفاع وسط فاصله قرار می دهند. به طوری که گلبرگ اصلی همه مصرف کنندگان را پوشش می دهد. بیایید با ابعاد موجبر عرضه شروع کنیم که توجه کمی به آن می شود. یک ماشین حساب در وب سایت http://users.skynet.be/chricat/horn/horn-javascript.html برای محاسبه پارامترها با جایگزینی فرکانس استفاده کنید. پیش فرض کانال 6 (2437 مگاهرتز) است.
قسمت پایین موجبر منبع تغذیه از زیر توسط یک پین که از دیواره عقب فاصله دارد با یک چهارم طول موج سوراخ می شود و طول بخش نصف طول موج است. با استفاده از فرمولی از فیزیک، طول موج را پیدا می کنیم: 299792458 / 2430000000 = 123 میلی متر. این طول موج در فضای آزاد است. یک موج بحرانی در موجبر وجود دارد که نمی تواند در زیر آن کار کند. این مقدار برابر با دو برابر ضلع بلند موجبر است. بیایید از توصیه ماشین حساب پیروی کنیم و دیوارهای 90 در 60 میلی متر را بگیریم. طول موج بحرانی 180 میلی متر خواهد بود. در داخل موجبر موج با زاویه حرکت می کند. در نتیجه، طول موج افزایش می یابد، برابر با ضریب طول موج در فضای آزاد تقسیم بر کسینوس زاویه حرکت داخل.
مشکل در یافتن زاویه است. فرمول های ویژه ای برای محاسبه ایجاد شده است. در ابتدا، ماشین حساب از شما می خواهد که ابعاد بوق را مشخص کنید. بیایید مقادیر صحیح را ارائه دهیم. با استفاده از روش، دو طرف یک موازی را که شامل دهانه شیپور (بدون موجبر عرضه) است، می یابیم. معلوم می شود:
- طول P – 60 سانتی متر.
- عرض H – 25 سانتی متر.
- ارتفاع E – 10 سانتی متر
ابعاد پورتال خارجی پیدا شده است و داخلی برابر با ورودی موجبر است. این هندسه چهار دیوار را مشخص می کند. بر روی Compute کلیک کنید و یک قالب آماده دریافت خواهید کرد. به ستون کیفیت دیافراگم توجه کنید. باید رقمی کمتر از 1/8 موج (در این مورد 15 میلی متر) داشته باشد. یک چهارم با داده های اصلی سایت منتشر شد، اما نویسنده از صحت آن مطمئن نیست. مدل اول را محکم نچسبانید بلکه ابتدا آن را روی زمین تست کنید. لطفاً توجه داشته باشید که ما قبلاً طول موج را در موجبر محاسبه کرده ایم ، این رقم 16.85 سانتی متر است ، اکنون می فهمیم که با میله چه کنیم.
- فاصله از دیوار خالی پشتی موجبر 168.5 / 4 = 42.125 میلی متر.
- طول بخش موجبر 84 میلی متر است.
اینها پارامترهای مهمی هستند و باید به شدت رعایت شوند. در اینجا سیگنال از پین حذف می شود. چگونه یک سایت راه اندازی کنیم. پین از پایین تا یک طول مشخص بیرون زده است، این یک چهارم موج در فضای آزاد (31 میلی متر) است. شما باید SWR متر را بردارید و آن را در جهات مختلف حرکت دهید تا زمانی که مقداری در ناحیه یونیتی بدست آورید. اگر برای مدت طولانی کار نمی کند، میله را کمی به سمت دیواره پشتی کج کنید.
خوب، آنتن خارجی روتر وای فای آماده است. در ادامه صحبتی در مورد فناوری های مایکروویو خواهد بود.
مقاله برای ترجمه توسط alessandro893 پیشنهاد شده است. این مطالب از یک سایت مرجع گسترده گرفته شده است که به طور خاص اصول عملیات و طراحی رادارها را توصیف می کند.
آنتن وسیله ای الکتریکی است که الکتریسیته را به امواج رادیویی و بالعکس تبدیل می کند. این آنتن نه تنها در رادارها، بلکه در پارازیت ها، سیستم های هشدار تشعشع و سیستم های ارتباطی نیز استفاده می شود. در حین انتقال، آنتن انرژی فرستنده رادار را متمرکز می کند و پرتویی را تشکیل می دهد که در جهت مورد نظر هدایت می شود. هنگام دریافت، آنتن انرژی رادار برگشتی موجود در سیگنال های منعکس شده را جمع آوری کرده و به گیرنده ارسال می کند. آنتن ها اغلب از نظر شکل پرتو و کارایی متفاوت هستند.
آنتن چپ - همسانگرد، راست - جهت
آنتن دوقطبی
آنتن دوقطبی یا دوقطبی ساده ترین و محبوب ترین کلاس آنتن است. از دو هادی یکسان، سیم یا میله، معمولاً با تقارن دو طرفه تشکیل شده است. برای دستگاه های فرستنده جریان به آن و برای دستگاه های گیرنده سیگنال بین دو نیمه آنتن دریافت می شود. هر دو طرف فیدر در فرستنده یا گیرنده به یکی از هادی ها متصل است. دوقطبی ها آنتن های تشدید کننده هستند، یعنی عناصر آنها به عنوان تشدید کننده عمل می کنند که در آن امواج ایستاده از یک سر به سر دیگر عبور می کنند. بنابراین طول عناصر دوقطبی با طول موج رادیویی تعیین می شود.
الگوی جهت
دوقطبی ها آنتن های همه جهته هستند. به همین دلیل اغلب در سیستم های ارتباطی استفاده می شوند.آنتن به شکل ویبراتور نامتقارن (تک قطبی)
آنتن نامتقارن نیمی از آنتن دوقطبی است و عمود بر سطح رسانا، یک عنصر بازتاب دهنده افقی، نصب شده است. جهت دهی آنتن تک قطبی دو برابر آنتن دوقطبی دوقطبی است زیرا هیچ تشعشعی در زیر عنصر بازتابنده افقی وجود ندارد. از این نظر راندمان چنین آنتنی دو برابر بیشتر است و با استفاده از همان توان انتقال قادر به ارسال امواج بیشتر است.
الگوی جهت
آنتن کانال موج، آنتن یاگی اودا، آنتن یاگی
الگوی جهت
آنتن گوشه
نوعی آنتن که اغلب در فرستنده های VHF و UHF استفاده می شود. از یک تابش دهنده (این می تواند یک دوقطبی یا یک آرایه یاگی باشد) تشکیل شده است که در مقابل دو صفحه بازتابنده مستطیلی مسطح که با زاویه ای معمولاً 90 درجه به هم متصل شده اند نصب شده است. یک ورق فلز یا یک شبکه (برای رادارهای فرکانس پایین) می تواند به عنوان یک بازتابنده عمل کند، وزن را کاهش دهد و مقاومت باد را کاهش دهد. آنتن های گوشه ای دارای دامنه وسیعی هستند و بهره آن حدود 10-15 دسی بل است.
الگوی جهت
آنتن لگاریتمی لگاریتمی (لگاریتمی تناوبی) یا آرایه لگاریتم تناوبی ویبراتورهای متقارن
یک آنتن log-periodic (LPA) از چندین ساطع کننده دوقطبی نیمه موجی تشکیل شده است که طول آنها به تدریج افزایش می یابد. هر کدام از یک جفت میله فلزی تشکیل شده است. دوقطبی ها به صورت نزدیک و پشت سر هم به هم متصل می شوند و به صورت موازی و با فازهای مخالف به فیدر متصل می شوند. این آنتن ظاهری شبیه به آنتن یاگی دارد، اما عملکرد متفاوتی دارد. افزودن عناصر به آنتن Yagi باعث افزایش جهت (بهره) آن می شود و افزودن عناصر به LPA پهنای باند آن را افزایش می دهد. مزیت اصلی آن نسبت به سایر آنتن ها، محدوده بسیار وسیع فرکانس کاری آن است. طول عناصر آنتن طبق قانون لگاریتمی به یکدیگر مربوط می شود. طول طولانی ترین عنصر 1/2 طول موج کمترین فرکانس و کوتاه ترین آن 1/2 طول موج بالاترین فرکانس است.
الگوی جهت
آنتن هلیکس
یک آنتن مارپیچ از یک هادی تشکیل شده است که به صورت مارپیچی پیچیده شده است. آنها معمولاً بالای یک عنصر بازتابنده افقی نصب می شوند. فیدر به پایین مارپیچ و صفحه افقی متصل است. آنها می توانند در دو حالت - عادی و محوری کار کنند.
حالت عادی (عرضی): ابعاد مارپیچ (قطر و شیب) در مقایسه با طول موج فرکانس ارسالی کوچک است. آنتن مانند دوقطبی یا تک قطبی کوتاه عمل می کند، با همان الگوی تابش. تابش به صورت خطی موازی با محور مارپیچ قطبی شده است. این حالت در آنتن های فشرده برای رادیوهای قابل حمل و موبایل استفاده می شود.
حالت محوری: ابعاد مارپیچ با طول موج قابل مقایسه است. آنتن به عنوان یک جهت کار می کند و پرتو را از انتهای مارپیچ در امتداد محور خود منتقل می کند. امواج رادیویی قطبش دایره ای ساطع می کند. اغلب برای ارتباطات ماهواره ای استفاده می شود.
الگوی جهت
آنتن لوزی
آنتن الماسی یک آنتن جهت دار باند پهن است که از یک تا سه سیم موازی تشکیل شده است که به شکل الماس در بالای زمین ثابت شده و در هر رأس توسط برج ها یا قطب هایی که سیم ها با استفاده از عایق ها به آن ها متصل می شوند، پشتیبانی می شود. هر چهار طرف آنتن دارای طول یکسانی هستند، معمولاً حداقل طول موج یکسان یا بیشتر دارند. اغلب برای ارتباط و عملیات در محدوده موج ده متر استفاده می شود.
الگوی جهت
آرایه آنتن دو بعدی
آرایه چند عنصری دوقطبی مورد استفاده در باندهای HF (1.6 - 30 مگاهرتز)، متشکل از ردیفها و ستونهای دوقطبی. تعداد ردیف ها می تواند 1، 2، 3، 4 یا 6 باشد. تعداد ستون ها می تواند 2 یا 4 باشد. دوقطبی ها به صورت افقی قطبی شده اند و یک صفحه بازتابنده در پشت آرایه دوقطبی قرار می گیرد تا یک پرتو تقویت شده ارائه دهد. تعداد ستون های دوقطبی پهنای تیر آزیموتال را تعیین می کند. برای 2 ستون عرض تیر حدود 50 درجه و برای 4 ستون 30 درجه است. پرتو اصلی را می توان 15 درجه یا 30 درجه برای حداکثر پوشش 90 درجه کج کرد.
تعداد ردیف ها و ارتفاع پایین ترین عنصر از سطح زمین، زاویه ارتفاع و اندازه منطقه خدماتی را تعیین می کند. یک آرایه از دو ردیف دارای زاویه 20 درجه و یک آرایه چهار تایی دارای زاویه 10 درجه است. تابش یک آرایه دو بعدی معمولاً با زاویه کمی به یونوسفر نزدیک می شود و به دلیل فرکانس کم آن اغلب به سطح زمین منعکس می شود. از آنجایی که تابش می تواند بارها بین یونوسفر و زمین منعکس شود، عملکرد آنتن به افق محدود نمی شود. در نتیجه، چنین آنتنی اغلب برای ارتباطات از راه دور استفاده می شود.
الگوی جهت
آنتن شاخ
آنتن بوق از یک موجبر فلزی شیپوری شکل در حال گسترش تشکیل شده است که امواج رادیویی را در یک پرتو جمع می کند. آنتنهای شاخ دارای طیف وسیعی از فرکانسهای کاری هستند که میتوانند با فاصله 20 برابری در مرزهای آن کار کنند - به عنوان مثال، از 1 تا 20 گیگاهرتز. بهره از 10 تا 25 دسی بل متغیر است و اغلب به عنوان تغذیه برای آنتن های بزرگتر استفاده می شود.
الگوی جهت
آنتن پارابولیک
یکی از محبوب ترین آنتن های رادار، بازتابنده سهموی است. تغذیه در کانون سهمی قرار دارد و انرژی رادار به سطح بازتابنده هدایت می شود. اغلب از آنتن شاخ به عنوان تغذیه استفاده می شود، اما می توان از آنتن دوقطبی و مارپیچ استفاده کرد.
از آنجایی که منبع نقطه ای انرژی در کانون قرار دارد، به یک جبهه موج فاز ثابت تبدیل می شود و سهمی را برای استفاده در رادار مناسب می کند. با تغییر اندازه و شکل سطح بازتابنده می توان پرتوها و الگوهای تشعشعی با اشکال مختلف ایجاد کرد. جهت دهی آنتن های سهموی بسیار بهتر از یاگی یا دوقطبی است. اشکال اصلی آنها ناتوانی آنها در کنترل فرکانس های پایین به دلیل اندازه آنها است. نکته دیگر این است که پرتودهی می تواند بخشی از سیگنال را مسدود کند.
الگوی جهت
آنتن کاسگرین
آنتن کاسگرین بسیار شبیه به آنتن سهموی معمولی است، اما از یک سیستم دو بازتابنده برای ایجاد و تمرکز پرتو رادار استفاده می کند. بازتابنده اصلی سهموی و بازتابنده کمکی هذلولی است. تابش دهنده در یکی از دو کانون هذلولی قرار دارد. انرژی رادار از فرستنده از بازتابنده کمکی به بازتابنده اصلی منعکس شده و متمرکز می شود. انرژی بازگشتی از هدف توسط بازتابنده اصلی جمعآوری شده و به شکل پرتویی که در یک نقطه به نقطه کمکی همگرا میشود منعکس میشود. سپس توسط یک بازتابنده کمکی منعکس شده و در نقطه ای که تابشگر قرار دارد جمع آوری می شود. هرچه بازتابنده کمکی بزرگتر باشد، می تواند به بازتابنده اصلی نزدیکتر باشد. این طراحی ابعاد محوری رادار را کاهش می دهد، اما سایه دیافراگم را افزایش می دهد. یک بازتابنده کمکی کوچک، برعکس، سایه باز شدن را کاهش می دهد، اما باید دور از اصلی قرار گیرد. مزایا در مقایسه با آنتن سهموی: فشردگی (علی رغم وجود بازتابنده دوم، فاصله کل بین دو بازتابنده کمتر از فاصله تغذیه تا بازتابنده آنتن سهمی است)، کاهش تلفات (گیرنده را می توان نزدیک قرار داد. به ساطع کننده شاخ)، کاهش تداخل لوب جانبی برای رادارهای زمینی. معایب اصلی: پرتو با شدت بیشتری مسدود می شود (اندازه بازتابنده کمکی و تغذیه بزرگتر از اندازه تغذیه یک آنتن سهموی معمولی است)، با طیف گسترده ای از امواج به خوبی کار نمی کند.
الگوی جهت
آنتن گریگوری
در سمت چپ آنتن Gregory، در سمت راست آنتن Cassegrain است
آنتن سهموی گریگوری از نظر ساختار بسیار شبیه به آنتن کاسگرین است. تفاوت این است که بازتابنده کمکی در جهت مخالف منحنی است. طراحی گرگوری می تواند از یک بازتابنده ثانویه کوچکتر در مقایسه با آنتن کاسگرین استفاده کند که در نتیجه پرتو کمتری مسدود می شود.
آنتن افست (نامتقارن).
همانطور که از نام آن پیداست، امیتر و بازتابنده کمکی (اگر آنتن گرگوری باشد) آنتن افست از مرکز بازتابنده اصلی جدا می شود تا پرتو را مسدود نکند. این طرح اغلب بر روی آنتن های سهموی و گریگوری برای افزایش کارایی استفاده می شود.
آنتن کاسه گرین با صفحه فاز تخت
طرح دیگری که برای مقابله با مسدود شدن پرتو توسط یک بازتابنده کمکی طراحی شده است، آنتن صفحه تخت Cassegrain است. با در نظر گرفتن قطبش امواج کار می کند. یک موج الکترومغناطیسی دارای 2 جزء مغناطیسی و الکتریکی است که همیشه بر یکدیگر و جهت حرکت عمود هستند. قطبش موج با جهت گیری میدان الکتریکی تعیین می شود، می تواند خطی (عمودی / افقی) یا دایره ای (دایره ای یا بیضی، پیچ خورده در جهت عقربه های ساعت یا خلاف جهت عقربه های ساعت) باشد. نکته جالب در مورد پلاریزاسیون، پلاریزه کننده یا فرآیند فیلتر کردن امواج است که تنها امواج را در یک جهت یا صفحه قطبی می کند. به طور معمول، پلاریزه کننده از ماده ای با آرایش موازی اتم ها ساخته شده است، یا می تواند شبکه ای از سیم های موازی باشد که فاصله بین آنها کمتر از طول موج است. اغلب فرض بر این است که فاصله باید تقریباً نصف طول موج باشد.
یک تصور اشتباه رایج این است که موج الکترومغناطیسی و پلاریزه کننده به روشی مشابه کابل نوسانی و حصار تخته ای کار می کنند - به عنوان مثال، یک موج پلاریزه افقی باید توسط صفحه ای با شکاف های عمودی مسدود شود.
در واقع، امواج الکترومغناطیسی رفتار متفاوتی با امواج مکانیکی دارند. شبکه ای از سیم های افقی موازی به طور کامل یک موج رادیویی پلاریزه افقی را مسدود کرده و منعکس می کند و یک موج قطبی شده عمودی را مخابره می کند - و بالعکس. دلیل آن این است: وقتی میدان الکتریکی یا موجی موازی با سیم باشد، الکترون ها را در طول سیم تحریک می کند و از آنجایی که طول سیم چندین برابر ضخامت آن است، الکترون ها به راحتی می توانند حرکت کنند و بیشتر انرژی موج را جذب می کند. حرکت الکترون ها منجر به ظهور جریان می شود و جریان امواج خود را ایجاد می کند. این امواج امواج ارسالی را خنثی میکنند و مانند امواج منعکس شده رفتار میکنند. از طرف دیگر، زمانی که میدان الکتریکی موج بر سیم ها عمود باشد، الکترون ها را در عرض سیم تحریک می کند. از آنجایی که الکترون ها قادر به حرکت فعال در این راه نیستند، انرژی بسیار کمی منعکس می شود.
توجه به این نکته مهم است که اگرچه در بیشتر تصاویر امواج رادیویی فقط 1 میدان مغناطیسی و 1 میدان الکتریکی دارند، اما این بدان معنا نیست که آنها دقیقاً در یک صفحه نوسان دارند. در واقع، می توان تصور کرد که میدان های الکتریکی و مغناطیسی از چندین میدان فرعی تشکیل شده اند که به صورت برداری جمع می شوند. به عنوان مثال، برای یک موج قطبی عمودی از دو میدان فرعی، نتیجه جمع بردارهای آنها عمودی است. وقتی دو میدان فرعی در فاز باشند، میدان الکتریکی حاصل همیشه در همان صفحه ساکن خواهد بود. اما اگر یکی از زیر فیلدها کندتر از دیگری باشد، میدان حاصل شروع به چرخش در جهتی خواهد کرد که موج در حال حرکت است (این معمولاً قطبش بیضوی نامیده می شود). اگر یک زیرفیلد دقیقاً یک چهارم طول موج کندتر از بقیه باشد (فاز 90 درجه متفاوت است)، آنگاه قطبش دایره ای به دست می آید:
برای تبدیل قطبش خطی موج به قطبش دایره ای و برگشتی، باید سرعت یکی از زیرفیلدها را نسبت به بقیه دقیقاً به اندازه یک چهارم طول موج کاهش داد. برای این، اغلب از یک توری (صفحه فاز یک چهارم موج) از سیم های موازی با فاصله بین آنها 1/4 طول موج، واقع در زاویه 45 درجه نسبت به افقی استفاده می شود.
برای موجی که از دستگاه عبور می کند، قطبش خطی به دایره و دایره ای به خطی تبدیل می شود.
یک آنتن Cassegrain با یک صفحه فاز مسطح که بر اساس این اصل کار می کند از دو بازتابنده با اندازه مساوی تشکیل شده است. کمکی فقط امواج پلاریزه افقی را منعکس می کند و امواج قطبی شده عمودی را ارسال می کند. اصلی همه امواج را منعکس می کند. صفحه بازتابنده کمکی در جلوی صفحه اصلی قرار دارد. از دو بخش تشکیل شده است - یک صفحه با شکاف هایی که با زاویه 45 درجه اجرا می شوند و یک صفحه با شکاف های افقی کمتر از عرض موج 1/4.
فرض کنید تغذیه موجی را با قطبش دایره ای در خلاف جهت عقربه های ساعت ارسال می کند. موج از صفحه موج چهارم عبور می کند و به یک موج پلاریزه افقی تبدیل می شود. از سیم های افقی منعکس می شود. دوباره از صفحه موج ربع عبور می کند، از طرف دیگر، و سیم های صفحه از قبل به صورت آینه ای جهت دار هستند، یعنی گویی 90 درجه چرخیده اند. تغییر قبلی در قطبش معکوس می شود، به طوری که موج دوباره در خلاف جهت عقربه های ساعت به صورت دایره ای قطبی می شود و به بازتابنده اصلی برمی گردد. بازتابنده قطبش را از خلاف جهت عقربه های ساعت به جهت عقربه های ساعت تغییر می دهد. بدون مقاومت از شکاف های افقی بازتابنده کمکی عبور می کند و در جهت اهداف به صورت عمودی پلاریزه می شود. در حالت دریافت برعکس این اتفاق می افتد.
آنتن اسلات
اگرچه آنتن های توصیف شده نسبت به اندازه دیافراگم بهره نسبتاً بالایی دارند، اما همه آنها دارای معایب مشترک هستند: حساسیت بالای لوب جانبی (حساسیت به بازتاب های مزاحم از سطح زمین و حساسیت به اهداف با منطقه پراکندگی موثر کم)، کاهش راندمان به دلیل مسدود کردن پرتو (رادارهای کوچک قابل استفاده در هواپیما، مشکل انسداد دارند؛ رادارهای بزرگ که مشکل انسداد کمتر است، در هوا قابل استفاده نیستند). در نتیجه، یک طرح آنتن جدید اختراع شد - یک آنتن شکاف. این به شکل یک سطح فلزی معمولاً مسطح ساخته می شود که در آن سوراخ ها یا شکاف هایی بریده می شود. هنگامی که در فرکانس مورد نظر تابش می شود، امواج الکترومغناطیسی از هر شکاف ساطع می شود - یعنی شکاف ها به عنوان آنتن های جداگانه عمل می کنند و یک آرایه را تشکیل می دهند. از آنجایی که پرتوی که از هر شکاف می آید ضعیف است، لوب های جانبی آنها نیز بسیار کوچک است. آنتن های اسلات با بهره زیاد، لوب های جانبی کوچک و وزن کم مشخص می شوند. ممکن است قطعات بیرون زده نداشته باشند که در برخی موارد مزیت مهم آنهاست (مثلاً هنگام نصب روی هواپیما).
الگوی جهت
آنتن آرایه فازی غیرفعال (PFAR)
رادار با MIG-31
از همان روزهای اولیه توسعه رادار، توسعه دهندگان با یک مشکل مواجه بوده اند: تعادل بین دقت، برد و زمان اسکن رادار. این به این دلیل به وجود می آید که رادارهایی با عرض پرتو باریک تر، دقت (تفکیک پذیری افزایش یافته) و برد را با همان قدرت (تمرکز قدرت) افزایش می دهند. اما هرچه عرض پرتو کمتر باشد، رادار کل میدان دید را بیشتر اسکن می کند. علاوه بر این، یک رادار با بهره بالا به آنتن های بزرگتری نیاز دارد که برای اسکن سریع ناخوشایند است. برای دستیابی به دقت عملی در فرکانسهای پایین، رادار به آنتنهای بسیار بزرگی نیاز دارد که چرخش آنها از نظر مکانیکی دشوار است. برای حل این مشکل، یک آنتن آرایه فازی غیرفعال ایجاد شد. برای کنترل پرتو نه بر مکانیک، بلکه به تداخل امواج متکی است. اگر دو یا چند موج از یک نوع نوسان کنند و در یک نقطه از فضا به هم برسند، دامنه کل امواج تقریباً به همان شکلی که امواج روی آب جمع میشوند، جمع میشود. بسته به فازهای این امواج، تداخل می تواند آنها را تقویت یا تضعیف کند.
پرتو را می توان با کنترل اختلاف فاز گروهی از عناصر فرستنده شکل داده و به صورت الکترونیکی کنترل کرد - بنابراین کنترل محل تداخل تقویت یا تضعیف. از این نتیجه می شود که رادار هواپیما باید حداقل دو عنصر فرستنده برای کنترل پرتو از سمتی به سمت دیگر داشته باشد.
به طور معمول، یک رادار PFAR از 1 تغذیه، یک LNA (تقویت کننده کم نویز)، یک توزیع کننده توان، 1000-2000 عنصر فرستنده و تعداد مساوی شیفتر فاز تشکیل شده است.
عناصر انتقال دهنده می توانند آنتن های همسانگرد یا جهت دار باشند. برخی از انواع معمولی عناصر انتقال:
در اولین نسل هواپیماهای جنگنده، آنتنهای پچ (آنتنهای نواری) بیشتر مورد استفاده قرار میگرفتند، زیرا توسعه آنها آسانتر بود.
آرایههای فاز فعال مدرن به دلیل قابلیتهای پهنای باند و بهره بهبودیافته از امیترهای شیار استفاده میکنند:
صرف نظر از نوع آنتن مورد استفاده، افزایش تعداد عناصر تشعشع کننده ویژگی های جهت دهی رادار را بهبود می بخشد.
همانطور که می دانیم برای همان فرکانس رادار، افزایش دیافراگم منجر به کاهش عرض پرتو می شود که باعث افزایش برد و دقت می شود. اما برای آرایه های فازی، افزایش فاصله بین عناصر ساطع کننده در تلاش برای افزایش دیافراگم و کاهش هزینه رادار ارزش ندارد. زیرا اگر فاصله بین عناصر بیشتر از فرکانس عملیاتی باشد، ممکن است لوب های جانبی ظاهر شوند و عملکرد رادار را به طور قابل توجهی کاهش دهند.
مهمترین و گرانترین بخش PFAR شیفترهای فاز است. بدون آنها، کنترل فاز سیگنال و جهت پرتو غیرممکن است.
آنها انواع مختلفی دارند، اما به طور کلی می توان آنها را به چهار نوع تقسیم کرد.
تغییر فاز با تاخیر زمانی
ساده ترین نوع شیفترهای فاز. طول می کشد تا سیگنال از طریق خط انتقال عبور کند. این تاخیر، برابر با تغییر فاز سیگنال، به طول خط انتقال، فرکانس سیگنال و سرعت فاز سیگنال در ماده فرستنده بستگی دارد. با سوئیچ کردن یک سیگنال بین دو یا چند خط انتقال با طول معین، می توان تغییر فاز را کنترل کرد. عناصر سوئیچینگ رله های مکانیکی، دیودهای پین، ترانزیستورهای اثر میدانی یا سیستم های میکروالکترومکانیکی هستند. دیودهای پین اغلب به دلیل سرعت بالا، تلفات کم و مدارهای بایاس ساده آنها استفاده می شود که تغییرات مقاومت را از 10 کیلو اهم به 1 Ω ارائه می دهد.
تأخیر، ثانیه = تغییر فاز ° / (360 * فرکانس، هرتز)
نقطه ضعف آنها این است که با افزایش فرکانس خطای فاز افزایش می یابد و با کاهش فرکانس اندازه آن افزایش می یابد. همچنین تغییر فاز با فرکانس متفاوت است، بنابراین برای فرکانس های بسیار پایین و بالا قابل استفاده نیستند.
تغییر دهنده فاز انعکاسی/مربع
به طور معمول این یک دستگاه کوپلینگ مربعی است که سیگنال ورودی را به دو سیگنال 90 درجه خارج از فاز تقسیم می کند که سپس منعکس می شوند. سپس در خروجی به صورت فازی ترکیب می شوند. این مدار به این دلیل کار میکند که بازتاب سیگنال از خطوط رسانا میتواند نسبت به سیگنال فرودی خارج از فاز باشد. تغییر فاز از 0 درجه (مدار باز، ظرفیت خازن وارکتور صفر) تا -180 درجه (مدار کوتاه، ظرفیت وارکتور بی نهایت) متغیر است. چنین شیفترهای فاز دارای طیف گسترده ای از عملکرد هستند. با این حال، محدودیت های فیزیکی واکتورها به این معنی است که در عمل تغییر فاز تنها می تواند به 160 درجه برسد. اما برای یک جابجایی بزرگتر می توان چندین زنجیره از این قبیل را با هم ترکیب کرد.
وکتور تعدیل کننده IQ
درست مانند یک تغییر فاز بازتابی، در اینجا سیگنال به دو خروجی با تغییر فاز 90 درجه تقسیم می شود. فاز ورودی بیطرف، کانال I و مربع با افست 90 درجه، کانال Q نامیده میشود. سپس هر سیگنال از یک مدولاتور دو فازی عبور می کند که قادر به تغییر فاز سیگنال است. هر سیگنال به اندازه 0 یا 180 درجه تغییر فاز داده می شود و امکان انتخاب هر جفت بردار مربعی را فراهم می کند. سپس این دو سیگنال دوباره با هم ترکیب می شوند. از آنجایی که تضعیف هر دو سیگنال قابل کنترل است، نه تنها فاز، بلکه دامنه سیگنال خروجی نیز کنترل می شود.
تغییر فاز در فیلترهای بالا/پایین گذر
این به منظور حل مشکل شیفترهای فاز تاخیر زمانی که قادر به کار در محدوده فرکانس زیاد نیستند ساخته شده است. با تغییر مسیر سیگنال بین فیلترهای بالا گذر و پایین گذر کار می کند. شبیه شیفتر فاز تاخیر زمانی، اما از فیلترها به جای خطوط انتقال استفاده می کند. فیلتر بالاگذر از یک سری سلف و خازن تشکیل شده است که پیشروی فاز را فراهم می کند. چنین تغییر فاز یک تغییر فاز ثابت در محدوده فرکانس کاری را فراهم می کند. همچنین از نظر اندازه بسیار کوچکتر از شیفترهای فاز قبلی ذکر شده است، به همین دلیل است که بیشتر در کاربردهای رادار استفاده می شود.
به طور خلاصه، در مقایسه با یک آنتن انعکاسی معمولی، مزایای اصلی PFAR عبارتند از: سرعت اسکن بالا (افزایش تعداد اهداف ردیابی شده، کاهش احتمال تشخیص هشدار تشعشع توسط ایستگاه)، بهینه سازی زمان صرف شده روی هدف، بهره بالا و لوب های جانبی کوچک (مشکل برای گیر کردن و تشخیص)، توالی اسکن تصادفی (جمع کردن سخت تر)، توانایی استفاده از مدولاسیون و تکنیک های تشخیص ویژه برای استخراج سیگنال از نویز. معایب اصلی هزینه بالا، عدم توانایی در اسکن گسترده تر از 60 درجه در عرض (میدان دید یک آرایه فاز ثابت 120 درجه است، یک رادار مکانیکی می تواند آن را تا 360 گسترش دهد).
آنتن آرایه فازی فعال
در خارج، AFAR (AESA) و PFAR (PESA) به سختی قابل تشخیص هستند، اما در داخل کاملاً متفاوت هستند. PFAR از یک یا دو تقویت کننده با قدرت بالا برای ارسال یک سیگنال استفاده می کند که سپس به هزاران مسیر برای هزاران شیفتر فاز و المان تقسیم می شود. یک رادار AFAR از هزاران ماژول دریافت/انتقال تشکیل شده است. از آنجایی که فرستنده ها مستقیماً در خود عناصر قرار دارند، گیرنده و فرستنده جداگانه ای ندارد. تفاوت های معماری در تصویر نشان داده شده است.
در AFAR، بیشتر قطعات، مانند تقویتکننده سیگنال ضعیف، تقویتکننده پرتوان، دوبلکسر و شیفتر فاز کاهش یافته و در یک محفظه به نام ماژول انتقال/دریافت مونتاژ میشوند. هر یک از ماژول ها یک رادار کوچک هستند. معماری آنها به شرح زیر است:
اگرچه AESA و PESA از تداخل امواج برای شکل دادن و منحرف کردن پرتو استفاده می کنند، طراحی منحصر به فرد AESA مزایای زیادی نسبت به PFAR دارد. به عنوان مثال، یک تقویت کننده سیگنال کوچک در نزدیکی گیرنده قرار دارد، قبل از اجزایی که بخشی از سیگنال از بین می رود، بنابراین نسبت سیگنال به نویز بهتری نسبت به PFAR دارد.
علاوه بر این، با قابلیتهای تشخیص برابر، AFAR دارای چرخه کار و اوج قدرت کمتری است. همچنین، از آنجایی که تک تک ماژولهای APAA به یک تقویتکننده تکیه نمیکنند، میتوانند سیگنالها را در فرکانسهای مختلف به طور همزمان ارسال کنند. در نتیجه، AFAR می تواند چندین پرتو جداگانه ایجاد کند و آرایه را به زیرآرایه ها تقسیم کند. توانایی کار بر روی فرکانسهای چندگانه، چندوظیفهای و توانایی استقرار سیستمهای پارازیت الکترونیکی را در هر نقطه مرتبط با رادار به ارمغان میآورد. اما تشکیل بیش از حد پرتوهای همزمان برد رادار را کاهش می دهد.
دو عیب اصلی AFAR هزینه بالا و میدان دید محدود تا 60 درجه است.
آنتن های آرایه فازی الکترونیکی مکانیکی هیبریدی
سرعت اسکن بسیار بالای آرایه فازی با میدان دید محدود ترکیب شده است. برای حل این مشکل رادارهای مدرن آرایه های فازی را روی یک دیسک متحرک قرار می دهند که باعث افزایش میدان دید می شود. میدان دید را با عرض پرتو اشتباه نگیرید. عرض پرتو به پرتو رادار اشاره دارد و میدان دید به اندازه کلی ناحیه اسکن شده اشاره دارد. پرتوهای باریک اغلب برای بهبود دقت و برد مورد نیاز هستند، اما یک میدان دید باریک معمولاً ضروری نیست.
کاربرد آنتن های بوق
آنتن شیپوری مستقل عمدتاً در مواردی استفاده می شود که الگوی تشعشع تیز مورد نیاز نیست و آنتن باید برد کافی داشته باشد. در عمل، با استفاده از آنتن شاخ، می توانید تقریباً دو برابر محدوده طول موج را پوشش دهید. به بیان دقیق، برد آنتن بوق الکترومغناطیسی نه توسط بوق، بلکه توسط موجبر تغذیه کننده آن محدود می شود.
گستره وسیع آنتن های شیپوری و سادگی طراحی از مزایای قابل توجه این نوع آنتن های مایکروویو است که به لطف آن در اندازه گیری آنتن ها و اندازه گیری ویژگی های میدان الکترومغناطیسی کاربرد فراوانی دارند.
شاخ ها همچنین به طور گسترده به عنوان تغذیه برای آنتن های لنز و آینه و همچنین عناصر آرایه های آنتن استفاده می شوند.
آنتن مطابق با اسناد نظارتی کار می کند که زمان تعمیر و نگهداری معمول را مشخص می کند. کار معمول لیستی از اقدامات لازم برای بررسی صحت آنتن و پارامترهای آن و همچنین خواص مکانیکی و الکتریکی است.
بازرسی خارجی باید به طور مداوم برای وجود آسیب مکانیکی و الکتریکی انجام شود. آنتن را به طور مرتب از خاک و گرد و غبار تمیز کنید و مسیر تغذیه را بررسی کنید.
نتیجه
در طول کار دوره، ابعاد اصلی آنتن محاسبه شد و پارامترهای خط تغذیه محاسبه شد. بر اساس محاسبات انجام شده، یک الگوی تابش ساخته شد و یک طرح از آنتن ساخته شد.
بر اساس شکل الگوهای تابش و مقدار بازده محاسبه شده، می توان نتیجه گرفت که پارامترهای اصلی آنتن با مقادیر مشخص شده مطابقت دارد.
راندمان آنتن: 0.84
الزامات آنتن بوق در مشخصات فنی با مقداری ذخیره توان برآورده شده است.
جهت دهی فیدر آنتن شاخ
ادبیات و منابع اطلاعاتی
1. Sazonov D. M. آنتن ها و دستگاه های مایکروویو. - م.: دبیرستان، 1988. - 432 ص.
2. Nechaev E. E. دستورالعمل های روش شناختی برای تکمیل دوره های آموزشی در رشته "آنتن و RVR". M.: MGTUGA، 1996. -106 ص.
3. Kocherzhevsky G.N.، Erokhin G.A.، دستگاه های تغذیه کننده آنتن. م.: رادیو و ارتباطات، 1989. - 352 ص.
4. الف.ز. فرادین. دستگاه های تغذیه کننده آنتن. آموزش. م.: سویاز، 1997.
محاسبه آنتن مدیر ………………………………………………………………………………………………………
محاسبه آنتن بوق………………………………………………………………
محاسبه آنتن سهموی تک آینه……………………………………………………
نتیجه گیری در مورد کار محاسباتی………………………………………………………………………………………
فهرست منابع……………………………………………………………………………………………………………………………………
آنتنهای ویبراتور در محدودههای میلیمتری، سانتیمتری، دسیمتر، متری و طول موجهای بلندتر استفاده میشوند و رسانای مستقیمی هستند که در نقاط خاصی برانگیخته میشوند. آنتن های ویبراتور بسته به طراحی دارای ضریب جهت دهی از چندین واحد تا ده ها هزار می باشند و در سیستم های ارتباطی رادیویی، ناوبری رادیویی، تلویزیون، تله متری و سایر زمینه های مهندسی رادیو استفاده می شوند.
برای افزایش جهت دهی از ویبراتور با بازتابنده و یک یا چند کارگردان استفاده می شود. چنین آنتنی را آنتن کارگردانی می نامند و به طور گسترده در زمینه های مختلف ارتباطات رادیویی در محدوده VHF استفاده می شود. هر چه تعداد کارگردانان بیشتر باشد، KND و گلبرگ اصلی DN بیشتر است. به طور معمول، راندمان آنتن های دایرکتوری 10...30 است، اما طرح های آنتن های کارگردان با بازده = 80...100 شناخته شده است.
طراحی 1.1 - نمای کلی آنتن کارگردان
شکل یک ویبراتور فعال با طول، یک بازتابنده با طول، یک کارگردان با طول، یک بوم، دکل و جعبه نصب آنتن و همچنین فواصل ویبراتور تا بازتابنده را نشان میدهد. ویبراتور به کارگردان و طول خود آنتن.
محاسبه نظری پارامترهای آنتن.
در یک آنتن کارگردان، طول ویبراتور فعال برابر با طول رزونانس است:
با چنین طولی، مقاومت ورودی دارای یک بخش راکتیو نزدیک به صفر است. طول بازتابنده باید بیشتر از طول رزونانس باشد:
طول کارگردان ها کمتر از طول رزونانس ساخته شده است:
علاوه بر این، طول مدیران از اول به آخرین کاهش می یابد.
برای یک سیستم ویبراتور-بازتابنده، فاصله بهینه، از نقطه نظر حداکثر بازده، در محدوده های زیر انتخاب می شود:
برای سیستم، ویبراتور اولین کارگردان است:
فاصله بین مدیران همسایه در محدوده های زیر گرفته می شود:
طول موج با استفاده از فرمول تعیین می شود:
سرعت نور کجاست و فرکانس کانال کجاست. زیرا به ما 5 تا 6 کانال تلویزیونی داده می شود، سپس متوسط فرکانس باندهای فرکانسی اشغال شده این دو کانال را می گیریم: ، سپس طول موج از فرمول (1.7) برابر خواهد بود:
بیایید طول ویبراتورهای آنتن و فاصله بین آنها را با استفاده از فرمول (1.1 - 1.6) محاسبه کنیم:
طول کل آنتن و تصویر آن را در شکل 1.2 از برنامه VIBRAT می گیریم.
طراحی 1.2 - نمای کلی آنتن کارگردان محاسبه شده
برای یافتن الگوی جهت آنتن کارگردان در هواپیما از فرمول (1.8) استفاده می کنیم:
جایی که تعداد ویبره ها، k عدد موج و میانگین فاصله بین ویبره ها است.
با جایگزینی (1.9) و (1.10) به (1.8) و مقادیر عددی، عبارتی برای یافتن الگوی یک آنتن کارگردان معین به دست میآوریم:
ما با استفاده از بسته Mathcad یک الگوی تابش نرمال ایجاد خواهیم کرد. زیرا در حدود صفر متقارن است، سپس آن را برای:
طراحی 1.3 - DN در هواپیما
از نمودار می توانید عرض لوب اصلی و حداکثر سطح لوب های جانبی را تعیین کنید: .
ضریب جهت و عرض لوب اصلی با فرمول (1.10-1.11) تعیین می شود:
ضرایب و از نمودار در شکل 1.4 تعیین می شوند:
طراحی 1.4 - نمودار شانس
بیایید طول موج آنتن را تعیین کنیم:
با دانستن طول موج آنتن و با استفاده از شکل 1.4 مشخص می کنیم که . سپس:
اجازه دهید نتایج محاسبات بهدستآمده را با نتایج آنتن کارگردان محاسبهشده مدلسازی شده در برنامه مقایسه کنیم. نتایج با توجه به تقریبی بودن فرمول های استفاده شده و عدم در نظر گرفتن تعدادی از عوامل دارای اختلاف اندکی هستند.
طراحی 1.5 - آنتن کارگردان در VIBRAT محاسبه شده است
نتیجه گیری: ما ضریب جهت، پارامترهای DP و DP آنتن کارگردان را در یک محدوده فرکانسی مشخص محاسبه کردیم. با استفاده از برنامه VIBRAT این آنتن را شبیه سازی کرده و اعتبار پارامترهای به دست آمده را تایید کردیم.
برنج. انواع آنتن بوق: الف) E-بخشی، ب) ن-بخشی، ج) هرمی، د) مخروطی.
خواص:
آنتن های هورن بسیار پهن باند هستند و به خوبی با خط تغذیه مطابقت دارند - در واقع، پهنای باند آنتن با ویژگی های موجبر هیجان انگیز تعیین می شود. مشخصه این آنتنها سطح پایین لوبهای عقب الگوی تابش (تا -40 دسیبل) است، زیرا جریانهای RF کمی به سمت سایه بوق وجود دارد. آنتنهای شیپوری با بهره کم طراحی سادهای دارند، اما دستیابی به بهره بالا (بیش از 25 دسیبل) مستلزم استفاده از دستگاههای تراز فاز موج (عدسیها یا آینهها) در دیافراگم شاخ است. بدون چنین دستگاه هایی، آنتن باید به طور غیر عملی طولانی شود.
کاربرد:
آنتن های هورن هم به صورت مستقل و هم به عنوان تغذیه برای آینه و سایر آنتن ها استفاده می شوند. آنتن شاخ، که از نظر ساختاری با یک بازتابنده سهموی ترکیب می شود، اغلب آنتن شاخ-پارابولیک نامیده می شود. آنتن های هورن با بهره کم به دلیل مجموعه خواص مطلوب و قابلیت تکرار خوب اغلب به عنوان آنتن اندازه گیری استفاده می شوند.
آرنو پنزیاس و رابرت وودرو ویلسون در تلسکوپ رادیویی هولمدیل، که یک رادیومتر دیک بر پایه آنتن شاخ سهموی است، تابش پسزمینه مایکروویو کیهانی را در سال 1965 کشف کردند.
ویژگی ها و فرمول ها:
بهره آنتن شیپوری با ناحیه باز شدن آن تعیین می شود و با استفاده از فرمول قابل محاسبه است:
جایی که: - ناحیه باز شدن بوق.
λ طول موج تابش اصلی است.
- 0,4....0,8 ابزار دقیق(ضریب بهرهبرداری از سطح شاخ)، برای مواردی که اختلاف مسیر بین پرتوهای مرکزی و محیطی کمتر، اما نزدیک به Pi/2 است، برابر با 0.6 و زمانی که از دستگاههای تراز فاز موج استفاده میشود، 0.8 است.
عرض لوب اصلی DNA اچ:
عرض لوب اصلی DNAبا تابش صفر در صفحه E:
از آنجایی که با برابری L Eو L H DNAدر هواپیما نمعلوم می شود که اغلب 1.5 برابر پهن تر است، برای به دست آوردن همان عرض گلبرگ در هر دو صفحه، انتخاب کنید:
برای حفظ اعوجاج فاز در دیافراگم شاخ در محدوده قابل قبول (بیشتر از Pi/2)، لازم است که شرایط زیر رعایت شود (برای یک شیپور هرمی):
ارتفاعات صورت های هرم که شاخ را تشکیل می دهند، کجا و هستند.
از منبعی دیگر:
جایی که L H- عرض باز شدن در صفحه ن,
L E- عرض باز شدن در صفحه E,
R Eو آر اچ- طول شاخ
برای چنین آنتنی KNDبه شکل ساده شده با استفاده از فرمول محاسبه می شود:
D RUR = 4piνS/λ 2
جایی که: S = L H * L E- منطقه باز کردن بوق؛
λ
- طول موج تابش اصلی؛
ν
= 0.4....0.8 - ضریب بهره برداری از سطح ( ابزار دقیق);
بسته به نوع بوق، آنتن های بوق به دو دسته تقسیم می شوند ن- و E- بخشی، هرمی و مخروطی شکل. شاخ هایی که ابعاد آنها با حداکثر مقدار مطابقت دارد KNDبهینه نامیده می شوند. برای بهینه ن-قطعه بوق آنتن های شاخ R H =L H 2 /3λ، برای بهینه E-آنتن های بوق بخشی R E =L E 2 /2λ. ابزار دقیقبهینه ن- و E-بخشی، شاخ های هرمی 0.64 است. اگر به طور مشروط طول شاخ را تا بی نهایت افزایش دهیم، پس ابزار دقیقآنتن به 0.81 افزایش می یابد.
در یک شاخ مخروطی، طول بهینه انتخاب R باهم. بستگی به قطر دهانه آن دارد
د:
انتخاب R باهم = d 2 / 2.4λ + 0.15λ
ابزار دقیقشاخ مخروطی بهینه v=0,5.
جدول 1.2.عرض الگوی تشعشع شاخ با طول بهینه.
نوع شاخ |
عرض الگوی تابش در صفحه H |
عرض تیر در صفحه E |
بخش الکترونیکی |
2Θ 0.7 = 68λ/L H |
2Θ 0.7 = 53λ/L E |
بخش H |
2Θ 0.7 = 80λ/L H |
2Θ 0.7 = 51λ/L E |
هرمی |
2Θ 0.7 = 80λ/L H |
2Θ 0.7 = 53λ/L E |
مخروطی |
2Θ 0.7 = 60λ/d |
2Θ 0.7 = 70λ/d |
اگر یک شیپور بیضوی با نسبت محوری بیضی 25/1 بگیریم، می توانیم تقریباً همان عرض الگوی تابش را در تمام بخش هایی که از محور شاخ می گذرند به دست آوریم.
مزیت آنتن شیپوری پهنای باند آن است که توسط پهنای باند موجبر تغذیه و کارایی تعیین می شود. آنتن بوق برابر با وحدت است.
نقطه ضعف آنتن های بوق این است که طول بوق باید خیلی زیاد باشد تا تابش بسیار جهت دار بدست آید. طول شیپور بهینه متناسب با مربع ابعاد دیافراگم است L Hیا L E، و عرض الگوی تشعشع به طور معکوس متناسب است L Hیا L Eدر درجه اول بنابراین، برای محدود کردن الگوی تابش یک آنتن شیپوری در نبار، عرض دهانه باید افزایش یابد نبار، و طول شاخ در است N2یک بار. این شرایط محدودیت هایی را در عرض الگوی تابش آنتن های بوق اعمال می کند.