1. Introdución ás antenas
Unha antena é unha estrutura de transición entre o espazo libre e unha liña de transmisión, como se mostra na Figura 1. A liña de transmisión pode ter a forma dunha liña coaxial ou dun tubo oco (guía de ondas), que se usa para transmitir enerxía electromagnética desde unha fonte a unha antena, ou desde unha antena a un receptor. A primeira é unha antena transmisora e a segunda é unha antena receptora.antena.
Figura 1 Vía de transmisión de enerxía electromagnética
A transmisión do sistema de antena no modo de transmisión da Figura 1 represéntase polo equivalente de Thevenin como se mostra na Figura 2, onde a fonte está representada por un xerador de sinal ideal, a liña de transmisión está representada por unha liña con impedancia característica Zc e a antena está representada por unha carga ZA [ZA = (RL + Rr) + jXA]. A resistencia de carga RL representa as perdas de condución e dieléctricas asociadas coa estrutura da antena, mentres que Rr representa a resistencia á radiación da antena e a reactancia XA úsase para representar a parte imaxinaria da impedancia asociada coa radiación da antena. En condicións ideais, toda a enerxía xerada pola fonte de sinal debería transferirse á resistencia á radiación Rr, que se usa para representar a capacidade de radiación da antena. Non obstante, en aplicacións prácticas, hai perdas condutor-dieléctricas debido ás características da liña de transmisión e da antena, así como perdas causadas pola reflexión (desaxuste) entre a liña de transmisión e a antena. Considerando a impedancia interna da fonte e ignorando as perdas da liña de transmisión e da reflexión (desaxuste), a potencia máxima ofrécese á antena baixo a adaptación conxugada.
Figura 2
Debido á discrepancia entre a liña de transmisión e a antena, a onda reflectida da interface superpóñese coa onda incidente da fonte á antena para formar unha onda estacionaria, que representa a concentración e o almacenamento de enerxía e é un dispositivo resonante típico. Un patrón de onda estacionaria típico móstrase coa liña punteada na Figura 2. Se o sistema de antena non está deseñado correctamente, a liña de transmisión pode actuar en gran medida como un elemento de almacenamento de enerxía en lugar de como unha guía de ondas e un dispositivo de transmisión de enerxía.
As perdas causadas pola liña de transmisión, a antena e as ondas estacionarias son indesexables. As perdas na liña pódense minimizar seleccionando liñas de transmisión de baixas perdas, mentres que as perdas na antena pódense reducir reducindo a resistencia á perda representada por RL na Figura 2. As ondas estacionarias pódense reducir e o almacenamento de enerxía na liña pódese minimizar facendo coincidir a impedancia da antena (carga) coa impedancia característica da liña.
Nos sistemas sen fíos, ademais de recibir ou transmitir enerxía, as antenas adoitan ser necesarias para mellorar a enerxía radiada en certas direccións e suprimir a enerxía radiada noutras. Polo tanto, ademais dos dispositivos de detección, as antenas tamén deben usarse como dispositivos direccionais. As antenas poden ter varias formas para satisfacer necesidades específicas. Poden ser un cable, unha abertura, un parche, un conxunto de elementos (matriz), un reflector, unha lente, etc.
Nos sistemas de comunicación sen fíos, as antenas son un dos compoñentes máis importantes. Un bo deseño de antenas pode reducir os requisitos do sistema e mellorar o rendemento xeral do sistema. Un exemplo clásico é a televisión, onde a recepción de emisións pode mellorar mediante o uso de antenas de alto rendemento. As antenas son para os sistemas de comunicación o que os ollos son para os humanos.
2. Clasificación de antenas
A antena de corno é unha antena planar, unha antena de microondas cunha sección transversal circular ou rectangular que se abre gradualmente ao final da guía de ondas. É o tipo de antena de microondas máis utilizado. O seu campo de radiación está determinado polo tamaño da abertura da corno e o tipo de propagación. Entre eles, a influencia da parede da corno na radiación pódese calcular usando o principio da difracción xeométrica. Se a lonxitude da corno permanece inalterada, o tamaño da abertura e a diferenza de fase cuadrática aumentarán co aumento do ángulo de abertura da corno, pero a ganancia non cambiará co tamaño da abertura. Se é necesario expandir a banda de frecuencia da corno, é necesario reducir a reflexión no pescozo e na abertura da corno; a reflexión diminuirá a medida que aumenta o tamaño da abertura. A estrutura da antena de corno é relativamente simple e o patrón de radiación tamén é relativamente simple e fácil de controlar. Xeralmente úsase como unha antena direccional media. As antenas de corno reflectoras parabólicas con ancho de banda amplo, lóbulos laterais baixos e alta eficiencia úsanse a miúdo nas comunicacións por relé de microondas.
RM-DCPHA105145-20 (10,5-14,5 GHz)
RM-BDHA1850-20 (18-50 GHz)
RM-SGHA430-10 (1,70-2,60 GHz)
2. Antena de microstrip
A estrutura dunha antena de microstrip xeralmente está composta por un substrato dieléctrico, un radiador e un plano de terra. O grosor do substrato dieléctrico é moito menor que a lonxitude de onda. A capa fina de metal na parte inferior do substrato está conectada ao plano de terra e a capa fina de metal cunha forma específica faise na parte dianteira mediante un proceso de fotolitografía como un radiador. A forma do radiador pódese cambiar de moitas maneiras segundo os requisitos.
O auxe da tecnoloxía de integración de microondas e os novos procesos de fabricación promoveron o desenvolvemento de antenas de microstrip. En comparación coas antenas tradicionais, as antenas de microstrip non só son pequenas, lixeiras, de baixo perfil e fáciles de conformar, senón que tamén son fáciles de integrar, de baixo custo, axeitadas para a produción en masa e tamén teñen as vantaxes de propiedades eléctricas diversificadas.
RM-MA424435-22 (4,25-4,35 GHz)
RM-MA25527-22 (25,5-27 GHz)
3. Antena de ranura de guía de ondas
A antena de ranura de guía de ondas é unha antena que usa as ranuras da estrutura da guía de ondas para conseguir radiación. Normalmente consiste en dúas placas metálicas paralelas que forman unha guía de ondas cun espazo estreito entre as dúas placas. Cando as ondas electromagnéticas pasan a través do espazo da guía de ondas, prodúcese un fenómeno de resonancia, xerando así un forte campo electromagnético preto do espazo para conseguir radiación. Debido á súa estrutura simple, a antena de ranura de guía de ondas pode lograr radiación de banda ancha e alta eficiencia, polo que se usa amplamente en radar, comunicacións, sensores inalámbricos e outros campos en bandas de microondas e ondas milimétricas. As súas vantaxes inclúen unha alta eficiencia de radiación, características de banda ancha e boa capacidade antiinterferencias, polo que é a favorita de enxeñeiros e investigadores.
RM-PA7087-43 (71-86 GHz)
RM-PA1075145-32 (10,75-14,5 GHz)
RM-SWA910-22 (9-10 GHz)
Unha antena bicónica é unha antena de banda ancha cunha estrutura bicónica, que se caracteriza por unha ampla resposta de frecuencia e unha alta eficiencia de radiación. As dúas partes cónicas da antena bicónica son simétricas entre si. Mediante esta estrutura, pódese conseguir unha radiación efectiva nunha ampla banda de frecuencia. Normalmente úsase en campos como a análise de espectro, a medición da radiación e as probas de compatibilidade electromagnética (EMC). Ten boas características de adaptación de impedancia e radiación e é axeitada para escenarios de aplicación que precisan cubrir múltiples frecuencias.
RM-BCA2428-4 (24-28 GHz)
RM-BCA218-4 (2-18 GHz)
A antena espiral é unha antena de banda ancha cunha estrutura en espiral, que se caracteriza por unha ampla resposta de frecuencia e unha alta eficiencia de radiación. A antena espiral consegue diversidade de polarización e características de radiación de banda ancha a través da estrutura de bobinas en espiral, e é axeitada para radar, comunicación por satélite e sistemas de comunicación sen fíos.
RM-PSA0756-3 (0,75-6 GHz)
RM-PSA218-2R (2-18 GHz)
Para saber máis sobre antenas, visita:
Data de publicación: 14 de xuño de 2024
