Qual é o princípio básico da antena?

2022-11-24
image
1, o princípio básico da antena

O princípio básico da antena é a corrente de alta frequência ao seu redor para produzir uma mudança nos campos elétrico e magnético, de acordo com a teoria do campo eletromagnético de Maxwell, "a mudança no campo elétrico produz um campo magnético, a mudança no campo magnético produz um campo elétrico", de modo que a excitação contínua, a realização da propagação do sinal sem fio.


2, os principais parâmetros da antena e o conceito

(1) ganho

Antena é um dispositivo passivo, aqui o ganho se refere à antena em uma direção de radiação da força do mapa de direção de radiação da antena e a relação de força da antena de referência, geralmente expressa em logarítmico. Se a antena de referência for uma antena omnidirecional, a unidade é dBi, o ganho da antena dipolo é 2,14 dBi. devido à antena omnidirecional ideal não pode ser alcançada (antena dipolo H direcionalidade de superfície para um círculo), antena dipolo (meio comprimento de onda, comprimento de oscilador único de 1/4 comprimento de onda) também é comumente usado para fazer antena de referência, quando a unidade de ganho é dBd.

O ganho da antena é usado para medir a capacidade da antena de enviar e receber sinais em uma determinada direção, é um dos parâmetros importantes para escolher a antena.

(2) mapa direcional

O mapa de direção da radiação é a descrição gráfica da intensidade do campo de transmissão ou recepção da antena, é um mapa tridimensional do ganho. Como a antena para a radiação do espaço tridimensional, precisa de vários gráficos para descrever. A radiação geral da antena em relação a uma simetria de eixo (como antena dipolo, antena espiral e alguma antena parabólica), geralmente considera apenas o mapa de direção de radiação da seção transversal bidimensional horizontal e vertical, então apenas um mapa de direção.

A figura acima à esquerda para a antena dipolo convencional, a alimentação central, após a simulação (à direita) pode ser vista: do topo da antena para ver o campo de radiação é circular, a energia para a direção da radiação perpendicular à antena eixo, usando um mapa direcional expresso como segue.

(3) largura do feixe/aba

No diagrama de direção de potência, a direção de radiação de potência máxima correspondente para se tornar o lóbulo principal, a potência de direção de radiação máxima relativa até a metade ou menos que o ângulo máximo de largura de feixe de 3dB entre os dois pontos é chamada de largura de lóbulo de meia potência. Da mesma forma, largura de feixe de 6dB e largura de feixe de 12dB podem ser definidas conforme necessário.

Quanto maior o ganho da antena, melhor a direcionalidade, mais concentrada a energia, mais estreito o flap. O mapa de direção de radiação da antena de alto ganho geralmente é acompanhado por "lóbulo lateral" (lóbulo lateral) e lóbulo traseiro (lóbulo traseiro). O lóbulo lateral é o ganho além do lóbulo principal (o "feixe" de maior ganho) fora do feixe. O lóbulo lateral, como radar e outros sistemas, precisa determinar a direção do sinal, afetará a qualidade da antena, devido à distribuição de energia, o lóbulo lateral também reduz o ganho do flap principal.

4multifeixe

O diagrama de direção da antena acima é apenas um feixe principal, multi-feixe usa várias antenas para formar um ponto de feixe diferente (aplicações de radar) ou cobrir uma faixa mais ampla (aplicações de comunicação), geralmente através do deslocador de fase para ajustar a fase de cada antena para alcançar .


(5) a polarização da antena (Polarização)

A polarização é uma forma diferente de transmissão de ondas eletromagnéticas: geralmente tem polarização linear (horizontal, vertical) e polarização circular (rotação à esquerda, rotação à direita), polarização elíptica, etc.

A maioria dos sistemas de radar são unipolarizados. Isso ocorre porque o transmissor e o receptor estão trabalhando na mesma antena, portanto, seja qual for a polarização, ela retornará fortemente. A polarização que é igual à polarização transmitida é chamada de "copolarização" e a polarização oposta é chamada de "polarização cruzada".

Uma linha de onda eletromagnética polarizada pode ser decomposta em duas ondas ortogonais por um 90° polarizador, de modo que o vetor de transmissão sintetizado gire ao longo do eixo de transmissão em uma transmissão polarizada circularmente, com rotação para a esquerda ou para a direita, dependendo se a mudança de fase das duas ondas ortogonais é +90° ou -90°.

Em geral, a polarização da antena pode ser escolhida de acordo com os requisitos da aplicação. Diferentes aplicações podem obter melhores resultados de diferentes métodos de polarização. Por exemplo, as antenas polarizadas verticalmente funcionam melhor em aplicações de comunicações móveis terrestres porque as ondas eletromagnéticas polarizadas verticalmente passam por terrenos ondulados mais facilmente do que as ondas polarizadas horizontalmente, enquanto as abordagens polarizadas horizontalmente funcionam melhor em aplicações de comunicação dependentes da ionosfera e frequentemente de longo alcance. Além disso, a polarização circular é comumente usada para comunicações via satélite porque geralmente atenua melhor o desvanecimento causado pela mudança direcional do satélite.