1. מהי אנטנה?
כפי שכולנו יודעים, יש כל מיני סוגים של wמכשירי תקשורת בלתי פוסקיםבחיינו, כמו קישור לווידאו רחפנים,קישור אלחוטי לרובוט, מערכת רשת דיגיטליתומערכות שידור רדיו אלה משתמשות בגלי רדיו כדי להעביר מידע אלחוטי כגון וידאו, קול ונתונים.אנטנה היא מכשיר המשמש להקרנה וקליטת גלי רדיו.
2. רוחב פס אנטנה
כאשר תדירות הפעולה של האנטנה משתנה, מידת השינוי של הפרמטרים החשמליים הרלוונטיים של האנטנה היא בטווח המותר.טווח התדרים המותר בשלב זה הוא רוחב פס תדר האנטנה, המכונה בדרך כלל רוחב פס.לכל אנטנה יש רוחב פס הפעלה מסוים, ואין לה השפעה מתאימה מחוץ לפס התדרים הזה.
רוחב פס מוחלט: ABW=fmax - fmin
רוחב פס יחסי: FBW=(fmax - fmin)/f0×100%
f0=1/2(fmax + fmin) הוא התדר המרכזי
כאשר האנטנה פועלת בתדר המרכזי, יחס הגלים העומדים הוא הקטן ביותר והיעילות היא הגבוהה ביותר.
לכן, הנוסחה של רוחב פס יחסי מתבטאת בדרך כלל כך: FBW=2(fmax- fmin)/(fmax+fmin)
מכיוון שרוחב הפס של האנטנה הוא טווח תדרי הפעולה שבו אחד או חלק מפרמטרי הביצועים החשמליים של האנטנה עומדים בדרישות, ניתן להשתמש בפרמטרים חשמליים שונים למדידת רוחב פס התדר.לדוגמה, רוחב פס התדרים המתאים לרוחב האונה של 3dB (רוחב האונה מתייחס לזווית בין שתי נקודות שבהן עוצמת הקרינה יורדת ב-3dB, כלומר, צפיפות ההספק יורדת בחצי, משני הצדדים של כיוון הקרינה המרבי. של האונה הראשית), ורוחב פס התדר שבו יחס הגלים העומדים עומד בדרישות מסוימות.ביניהם, הנפוץ ביותר הוא רוחב הפס הנמדד על ידי יחס הגלים העומדים.
3. הקשר בין תדר ההפעלה לגודל האנטנה
באותו מדיום, מהירות ההתפשטות של גלים אלקטרומגנטיים היא בטוחה (שווה למהירות האור בוואקום, מתועדת כ-c≈3×108m/s).לפי c=λf, ניתן לראות שאורך הגל הוא ביחס הפוך לתדר, והשניים הם הקשר התואם היחיד.
אורך האנטנה הוא פרופורציונלי ישר לאורך הגל ויחס הפוך לתדר.כלומר, ככל שהתדר גבוה יותר, כך אורך הגל קצר יותר, וניתן לעשות את האנטנה קצרה יותר.כמובן, אורך האנטנה בדרך כלל אינו שווה לאורך גל אחד, אך הוא לרוב 1/4 אורך גל או 1/2 אורך גל (בדרך כלל נעשה שימוש באורך הגל המתאים לתדר ההפעלה המרכזי).מכיוון שכאשר אורך המוליך הוא כפולה שלמה של 1/4 אורך גל, המוליך מציג מאפייני תהודה בתדר של אורך גל זה.כאשר אורך המוליך הוא 1/4 אורך גל, יש לו מאפייני תהודה סדרתיים, וכאשר אורך המוליך הוא 1/2 אורך גל, יש לו מאפייני תהודה מקבילים.במצב תהודה זה, האנטנה מקרינה חזק ויעילות המרת השידור והקליטה גבוהה.למרות שקרינת המתנד עולה על 1/2 מאורך הגל, הקרינה תמשיך להיות מוגברת, אך הקרינה האנטי-פאזית של החלק העודף תייצר אפקט ביטול, ולכן אפקט הקרינה הכולל נפגע.לכן, אנטנות נפוצות משתמשות ביחידת אורך המתנד של 1/4 אורך גל או 1/2 אורך גל.ביניהם, האנטנה באורך גל 1/4 משתמשת בעיקר בכדור הארץ כמראה במקום באנטנה של חצי גל.
אנטנה באורך גל של 1/4 יכולה להשיג יחס גל עומד ואפקט שימוש אידיאלי על ידי התאמת המערך, ובו זמנית, היא יכולה לחסוך מקום התקנה.עם זאת, לאנטנות באורך זה יש בדרך כלל רווח נמוך ואינן יכולות לענות על הצרכים של תרחישי שידור מסוימים בעלי רווח גבוה.במקרה זה, בדרך כלל משתמשים באנטנות באורך גל של 1/2.
בנוסף, הוכח בתיאוריה ובפרקטיקה שמערך 5/8 אורך גל (אורך זה קרוב ל-1/2 אורך גל אך יש לו קרינה חזקה יותר מ-1/2 אורך גל) או מערך קיצור טעינת אורך גל 5/8 (יש ניתן לתכנן או לבחור סליל טעינה במחצית ממרחק אורך הגל מהחלק העליון של האנטנה) כדי לקבל אנטנת חסכונית עם רווח גבוה יותר.
ניתן לראות שכאשר אנו יודעים את תדירות הפעולה של האנטנה, נוכל לחשב את אורך הגל המתאים, ולאחר מכן בשילוב עם תורת קו השידור, תנאי שטח ההתקנה ודרישות רווח השידור, נוכל לדעת בערך את האורך המתאים של האנטנה הנדרשת .
זמן פרסום: 13 באוקטובר 2023
