1. מבוא לאנטנות
אנטנה היא מבנה מעבר בין מרחב פנוי לקו תמסורת, כפי שמוצג באיור 1. קו התמסורת יכול להיות בצורת קו קואקסיאלי או צינור חלול (מוליך גל), המשמש להעברת אנרגיה אלקטרומגנטית ממקור לאנטנה, או מאנטנה למקלט. הראשונה היא אנטנת שידור, והשנייה היא אנטנת קליטה.אַנטֶנָה.
איור 1 מסלול העברת אנרגיה אלקטרומגנטית
השידור של מערכת האנטנה במצב השידור של איור 1 מיוצג על ידי המקבילה של תבנין כפי שמוצג באיור 2, כאשר המקור מיוצג על ידי מחולל אותות אידיאלי, קו השידור מיוצג על ידי קו עם עכבה אופיינית Zc, והאנטנה מיוצגת על ידי עומס ZA [ZA = (RL + Rr) + jXA]. התנגדות העומס RL מייצגת את הפסדי ההולכה והדיאלקטרי הקשורים למבנה האנטנה, בעוד ש-Rr מייצג את התנגדות הקרינה של האנטנה, והריאקטאנס XA משמש לייצוג החלק הדמיוני של העכבה הקשורה לקרינת האנטנה. בתנאים אידיאליים, כל האנרגיה הנוצרת על ידי מקור האות צריכה להיות מועברת להתנגדות הקרינה Rr, המשמשת לייצוג יכולת הקרינה של האנטנה. עם זאת, ביישומים מעשיים, ישנם הפסדים מוליך-דיאלקטרי עקב מאפייני קו השידור והאנטנה, כמו גם הפסדים הנגרמים כתוצאה מהשתקפות (אי התאמה) בין קו השידור לאנטנה. בהתחשב בעכבה הפנימית של המקור ובהתעלם מהפסדי קו השידור והשתקפות (אי התאמה), ההספק המרבי מסופק לאנטנה תחת התאמה מצומדת.
איור 2
בגלל חוסר ההתאמה בין קו התמסורת לאנטנה, הגל המוחזר מהממשק מונח על גבי הגל הפוגע מהמקור לאנטנה ויוצר גל עומד, המייצג ריכוז ואחסון אנרגיה והוא התקן תהודה טיפוסי. דפוס גל עומד טיפוסי מוצג על ידי הקו המקווקו באיור 2. אם מערכת האנטנה אינה מתוכננת כראוי, קו התמסורת יכול לשמש במידה רבה כאלמנט אחסון אנרגיה ולא כמוליך גל והתקן העברת אנרגיה.
ההפסדים הנגרמים על ידי קו התמסורת, האנטנה והגלים העומדים אינם רצויים. ניתן למזער הפסדי קו על ידי בחירת קווי תמסורת בעלי הפסדים נמוכים, בעוד שניתן להפחית את הפסדי האנטנה על ידי הפחתת התנגדות ההפסדים המיוצגת על ידי RL באיור 2. ניתן להפחית את הגלים העומדים ולמזער את אחסון האנרגיה בקו על ידי התאמת עכבת האנטנה (העומס) לעכבה האופיינית של הקו.
במערכות אלחוטיות, בנוסף לקליטה או שידור של אנרגיה, אנטנות נדרשות בדרך כלל כדי לשפר את האנרגיה המוקרנת בכיוונים מסוימים ולדכא את האנרגיה המוקרנת בכיוונים אחרים. לכן, בנוסף להתקני גילוי, יש להשתמש באנטנות גם כהתקני כיוונון. אנטנות יכולות להיות בצורות שונות כדי לענות על צרכים ספציפיים. הן יכולות להיות חוט, פתח, טלאי, מכלול אלמנטים (מערך), מחזיר אור, עדשה וכו'.
במערכות תקשורת אלחוטיות, אנטנות הן אחד המרכיבים הקריטיים ביותר. תכנון אנטנה טוב יכול להפחית את דרישות המערכת ולשפר את ביצועי המערכת הכוללים. דוגמה קלאסית היא טלוויזיה, שבה ניתן לשפר את קליטת השידורים באמצעות אנטנות בעלות ביצועים גבוהים. אנטנות הן עבור מערכות תקשורת מה שעיניים הן עבור בני אדם.
2. סיווג אנטנות
אנטנת הקרן היא אנטנה מישורית, אנטנת מיקרוגל בעלת חתך רוחב עגול או מלבני שנפתח בהדרגה בקצה מוליך הגל. זהו הסוג הנפוץ ביותר של אנטנת מיקרוגל. שדה הקרינה שלה נקבע על ידי גודל צמצם הקרן וסוג ההתפשטות. ביניהם, ניתן לחשב את השפעת דופן הקרן על הקרינה באמצעות עקרון הדיפרקציה הגיאומטרית. אם אורך הקרן נשאר ללא שינוי, גודל הצמצם והפרש הפאזה הריבועי יגדלו עם הגדלת זווית פתיחת הקרן, אך ההגבר לא ישתנה עם גודל הצמצם. אם יש צורך להרחיב את פס התדרים של הקרן, יש צורך להפחית את ההשתקפות בצוואר ובצמצם הקרן; ההשתקפות תפחת ככל שגודל הצמצם יגדל. מבנה אנטנת הקרן פשוט יחסית, ודפוס הקרינה גם הוא פשוט יחסית וקל לשליטה. היא משמשת בדרך כלל כאנטנה כיוונית בינונית. אנטנות קרן מחזירות פרבוליות בעלות רוחב פס רחב, אונות צד נמוכות ויעילות גבוהה משמשות לעתים קרובות בתקשורת ממסר מיקרוגל.
RM-DCPHA105145-20 (10.5-14.5GHz)
RM-BDHA1850-20 (18-50GHz)
RM-SGHA430-10 (1.70-2.60GHz)
2. אנטנת מיקרוסטריפ
מבנה אנטנת המיקרוסטריפ מורכב בדרך כלל ממצע דיאלקטרי, רדיאטור ומישור הארקה. עובי המצע הדיאלקטרי קטן בהרבה מאורך הגל. שכבת המתכת הדקה בתחתית המצע מחוברת למישור הארקה, ושכבת המתכת הדקה בעלת צורה ספציפית נוצרת בחזית באמצעות תהליך פוטוליגרפיה כרדיאטור. ניתן לשנות את צורת הרדיאטור בדרכים רבות בהתאם לדרישות.
עליית טכנולוגיית אינטגרציית המיקרוגל ותהליכי ייצור חדשים קידמו את פיתוחן של אנטנות מיקרוסטריפ. בהשוואה לאנטנות מסורתיות, אנטנות מיקרוסטריפ הן לא רק קטנות בגודלן, קלות במשקלן, בעלות פרופיל נמוך, קלות להתאמה, אלא גם קלות לשילוב, בעלות נמוכה, מתאימות לייצור המוני, ובעלותן גם תכונות חשמליות מגוונות.
RM-MA424435-22 (4.25-4.35GHz)
RM-MA25527-22 (25.5-27 גיגה-הרץ)
אנטנת חריץ מוליך הגל היא אנטנה המשתמשת בחריצים במבנה מוליך הגל כדי להשיג קרינה. היא מורכבת בדרך כלל משתי לוחות מתכת מקבילים היוצרים מוליך גל עם פער צר ביניהן. כאשר גלים אלקטרומגנטיים עוברים דרך פער מוליך הגל, מתרחשת תופעת תהודה, ובכך יוצרת שדה אלקטרומגנטי חזק ליד הפער כדי להשיג קרינה. בשל המבנה הפשוט שלה, אנטנת חריץ מוליך הגל יכולה להשיג קרינה רחבת פס ויעילה גבוהה, ולכן היא נמצאת בשימוש נרחב במכ"ם, תקשורת, חיישנים אלחוטיים ותחומים אחרים בתחומי גלי מיקרוגל וגלי מילימטר. יתרונותיה כוללים יעילות קרינה גבוהה, מאפייני פס רחב ויכולת טובה נגד הפרעות, ולכן היא מועדפת על ידי מהנדסים וחוקרים.
RM-PA7087-43 (71-86GHz)
RM-PA1075145-32 (10.75-14.5GHz)
RM-SWA910-22 (9-10GHz)
אנטנה דו-קונית היא אנטנה רחבת פס בעלת מבנה דו-קוני, המאופיין בתגובת תדר רחבה ויעילות קרינה גבוהה. שני החלקים הקוניים של האנטנה הדו-קונית סימטריים זה לזה. באמצעות מבנה זה ניתן להשיג קרינה יעילה בפס תדרים רחב. היא משמשת בדרך כלל בתחומים כמו ניתוח ספקטרום, מדידת קרינה ובדיקות EMC (תאימות אלקטרומגנטית). יש לה התאמת עכבה ומאפייני קרינה טובים והיא מתאימה לתרחישי יישומים הדורשים כיסוי תדרים מרובים.
RM-BCA2428-4(24-28GHz)
RM-BCA218-4 (2-18GHz)
אנטנה ספירלית היא אנטנה רחבת פס בעלת מבנה ספירלי, המאופיינת בתגובת תדר רחבה ויעילות קרינה גבוהה. אנטנה ספירלית משיגה גיוון קיטוב ומאפייני קרינה רחבי פס באמצעות מבנה של סלילים ספירליים, ומתאימה למערכות מכ"ם, תקשורת לוויינית ותקשורת אלחוטית.
RM-PSA0756-3 (0.75-6GHz)
RM-PSA218-2R (2-18GHz)
למידע נוסף על אנטנות, אנא בקרו באתר:
זמן פרסום: 14 ביוני 2024
