1. Introduzione alle antenne
Un'antenna è una struttura di transizione tra lo spazio libero e una linea di trasmissione, come mostrato nella Figura 1. La linea di trasmissione può avere la forma di una linea coassiale o di un tubo cavo (guida d'onda), che viene utilizzato per trasmettere energia elettromagnetica da una sorgente ad un'antenna o da un'antenna a un ricevitore.La prima è un'antenna trasmittente, la seconda è una riceventeantenna.
Figura 1 Percorso di trasmissione dell'energia elettromagnetica
La trasmissione del sistema d'antenna nella modalità di trasmissione di Figura 1 è rappresentata dall'equivalente di Thevenin come mostrato in Figura 2, dove la sorgente è rappresentata da un generatore di segnale ideale, la linea di trasmissione è rappresentata da una linea con impedenza caratteristica Zc, e l'antenna è rappresentata da un carico ZA [ZA = (RL + Rr) + jXA].La resistenza di carico RL rappresenta la conduzione e le perdite dielettriche associate alla struttura dell'antenna, mentre Rr rappresenta la resistenza alla radiazione dell'antenna e la reattanza XA viene utilizzata per rappresentare la parte immaginaria dell'impedenza associata alla radiazione dell'antenna.In condizioni ideali, tutta l'energia generata dalla sorgente del segnale dovrebbe essere trasferita alla resistenza di radiazione Rr, che viene utilizzata per rappresentare la capacità di radiazione dell'antenna.Tuttavia, nelle applicazioni pratiche, si verificano perdite conduttore-dielettrico dovute alle caratteristiche della linea di trasmissione e dell'antenna, nonché perdite causate dalla riflessione (disadattamento) tra la linea di trasmissione e l'antenna.Considerando l'impedenza interna della sorgente e ignorando le perdite della linea di trasmissione e di riflessione (disadattamento), la potenza massima viene fornita all'antenna in adattamento coniugato.
figura 2
A causa della mancata corrispondenza tra la linea di trasmissione e l'antenna, l'onda riflessa dall'interfaccia si sovrappone all'onda incidente dalla sorgente all'antenna per formare un'onda stazionaria, che rappresenta la concentrazione e l'immagazzinamento di energia ed è un tipico dispositivo risonante.Un tipico modello di onda stazionaria è mostrato dalla linea tratteggiata nella Figura 2. Se il sistema di antenna non è progettato correttamente, la linea di trasmissione può agire in gran parte come un elemento di accumulo dell'energia piuttosto che come una guida d'onda e un dispositivo di trasmissione dell'energia.
Le perdite causate dalla linea di trasmissione, dall'antenna e dalle onde stazionarie sono indesiderabili.Le perdite di linea possono essere ridotte al minimo selezionando linee di trasmissione a bassa perdita, mentre le perdite dell'antenna possono essere ridotte riducendo la resistenza di perdita rappresentata da RL nella Figura 2. Le onde stazionarie possono essere ridotte e l'accumulo di energia nella linea può essere ridotto al minimo adattando l'impedenza di l'antenna (carico) con l'impedenza caratteristica della linea.
Nei sistemi wireless, oltre a ricevere o trasmettere energia, le antenne sono solitamente necessarie per aumentare l'energia irradiata in determinate direzioni e sopprimere l'energia irradiata in altre direzioni.Pertanto, oltre ai dispositivi di rilevamento, le antenne devono essere utilizzate anche come dispositivi direzionali.Le antenne possono essere di varie forme per soddisfare esigenze specifiche.Può essere un filo, un'apertura, una patch, un insieme di elementi (array), un riflettore, una lente, ecc.
Nei sistemi di comunicazione wireless, le antenne sono uno dei componenti più critici.Una buona progettazione dell'antenna può ridurre i requisiti di sistema e migliorare le prestazioni complessive del sistema.Un classico esempio è la televisione, dove la ricezione delle trasmissioni può essere migliorata utilizzando antenne ad alte prestazioni.Le antenne stanno ai sistemi di comunicazione come gli occhi stanno agli esseri umani.
2. Classificazione delle antenne
L'antenna a corno è un'antenna planare, un'antenna a microonde con sezione circolare o rettangolare che si apre gradualmente all'estremità della guida d'onda.È il tipo di antenna a microonde più utilizzato.Il suo campo di radiazione è determinato dalla dimensione dell'apertura del corno e dal tipo di propagazione.Tra questi, l'influenza della parete del corno sulla radiazione può essere calcolata utilizzando il principio della diffrazione geometrica.Se la lunghezza della tromba rimane invariata, la dimensione dell'apertura e la differenza di fase quadratica aumenteranno con l'aumento dell'angolo di apertura della tromba, ma il guadagno non cambierà con la dimensione dell'apertura.Se è necessario espandere la banda di frequenza della tromba, è necessario ridurre la riflessione sul manico e l'apertura della tromba;la riflessione diminuirà all'aumentare della dimensione dell'apertura.La struttura dell'antenna a tromba è relativamente semplice e anche il diagramma di radiazione è relativamente semplice e facile da controllare.Viene generalmente utilizzata come antenna mediamente direzionale.Le antenne a tromba con riflettore parabolico con ampia larghezza di banda, lobi laterali bassi e alta efficienza vengono spesso utilizzate nelle comunicazioni con relè a microonde.
RM-DPHA105145-20(10,5-14,5 GHz)
RM-BDHA1850-20(18-50GHz)
RM-SGHA430-10(1,70-2,60 GHz)
2. Antenna a microstriscia
La struttura dell'antenna a microstriscia è generalmente composta da substrato dielettrico, radiatore e piano di massa.Lo spessore del substrato dielettrico è molto inferiore alla lunghezza d'onda.Lo strato sottile di metallo nella parte inferiore del substrato è collegato al piano di terra e lo strato sottile di metallo con una forma specifica è realizzato sulla parte anteriore tramite processo fotolitografia come un radiatore.La forma del radiatore può essere variata in molti modi a seconda delle esigenze.
L'ascesa della tecnologia di integrazione delle microonde e di nuovi processi di produzione ha promosso lo sviluppo di antenne a microstriscia.Rispetto alle antenne tradizionali, le antenne a microstriscia non sono solo di piccole dimensioni, leggere, di basso profilo, facili da conformare, ma anche facili da integrare, a basso costo, adatte alla produzione di massa e presentano anche i vantaggi di proprietà elettriche diversificate .
RM-MA424435-22(4,25-4,35GHz)
RM-MA25527-22(25,5-27GHz)
3. Antenna con slot per guida d'onda
L'antenna a fessura della guida d'onda è un'antenna che utilizza le fessure nella struttura della guida d'onda per ottenere la radiazione.Di solito è costituito da due piastre metalliche parallele che formano una guida d'onda con uno stretto spazio tra le due piastre.Quando le onde elettromagnetiche passano attraverso lo spazio della guida d'onda, si verificherà un fenomeno di risonanza, generando così un forte campo elettromagnetico vicino allo spazio per ottenere la radiazione.Grazie alla sua struttura semplice, l'antenna a fessura della guida d'onda può ottenere radiazioni a banda larga e ad alta efficienza, quindi è ampiamente utilizzata nei radar, nelle comunicazioni, nei sensori wireless e in altri campi nelle bande delle microonde e delle onde millimetriche.I suoi vantaggi includono un'elevata efficienza delle radiazioni, caratteristiche della banda larga e una buona capacità anti-interferenza, quindi è preferito da ingegneri e ricercatori.
RM-PA7087-43（71-86GHz）
RM-PA1075145-32（10,75-14,5GHz)
RM-SWA910-22(9-10GHz)
L'antenna biconica è un'antenna a banda larga con struttura biconica, caratterizzata da un'ampia risposta in frequenza e da un'elevata efficienza di radiazione.Le due parti coniche dell'antenna biconica sono simmetriche tra loro.Attraverso questa struttura è possibile ottenere una radiazione efficace in un'ampia banda di frequenza.Viene solitamente utilizzato in campi quali l'analisi dello spettro, la misurazione delle radiazioni e i test EMC (compatibilità elettromagnetica).Ha un buon adattamento di impedenza e caratteristiche di radiazione ed è adatto per scenari applicativi che devono coprire più frequenze.
RM-BCA2428-4(24-28GHz）
RM-BCA218-4（2-18GHz)
L'antenna a spirale è un'antenna a banda larga con struttura a spirale, caratterizzata da un'ampia risposta in frequenza e da un'elevata efficienza di radiazione.L'antenna a spirale raggiunge la diversità di polarizzazione e le caratteristiche di radiazione a banda larga attraverso la struttura delle bobine a spirale ed è adatta per sistemi radar, di comunicazione satellitare e di comunicazione wireless.
RM-PSA0756-3(0,75-6GHz)
RM-PSA218-2R(2-18GHz)
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Orario di pubblicazione: 14 giugno 2024
