1. Introduzione à Antennas
Una antenna hè una struttura di transizione trà u spaziu liberu è una linea di trasmissione, cum'è mostra in a Figura 1. A linea di trasmissione pò esse in forma di una linea coaxial o un tubu cavu (guida d'onda), chì hè utilizatu per trasmette energia elettromagnetica da una fonte. à una antenna, o da una antenna à un ricevitore. U primu hè una antenna di trasmissione, è l'ultima hè una antenna di ricezione.
Figura 1 Percorsu di trasmissione di l'energia elettromagnetica (spaziu senza antenna di linea di trasmissione di fonte)
A trasmissione di u sistema di l'antenna in u modu di trasmissione di Figura 1 hè rapprisintata da l'equivalente di Thevenin cum'è mostra in Figura 2, induve a fonte hè rapprisintata da un generatore di signali ideale, a linea di trasmissione hè rapprisintata da una linea cù impedenza caratteristica Zc, è l'antenna hè rapprisintata da una carica ZA [ZA = (RL + Rr) + jXA]. A resistenza di carica RL rapprisenta a cunduzzione è e perdite dielettriche assuciate à a struttura di l'antenna, mentre chì Rr rapprisenta a resistenza à a radiazione di l'antenna, è a reattanza XA hè aduprata per rapprisintà a parte imaginaria di l'impedenza assuciata à a radiazione di l'antenna. In cundizioni ideali, tutta l'energia generata da a fonte di signale deve esse trasferita à a resistenza di radiazione Rr, chì hè utilizata per rapprisintà a capacità di radiazione di l'antenna. In ogni casu, in l'applicazioni pratiche, ci sò perditi cunduttori-dielectric per e caratteristiche di a linea di trasmissione è l'antenna, è ancu perditi causati da riflessione (mismatch) trà a linea di trasmissione è l'antenna. In cunsiderà l'impedenza interna di a surgente è ignurà a linea di trasmissione è e perdite di riflessione (mismatch), a putenza massima hè furnita à l'antenna sottu cunjugate matching.
Figura 2
A causa di a discrepanza trà a linea di trasmissione è l'antenna, l'onda riflessa da l'interfaccia hè superposta cù l'onda incidente da a fonte à l'antenna per furmà una onda permanente, chì rapprisenta a concentrazione di l'energia è l'almacenamiento è hè un dispositivu risonante tipicu. Un mudellu tipicu di l'onda permanente hè mostratu da a linea punteggiata in a Figura 2. Se u sistema di l'antenna ùn hè micca cuncepitu bè, a linea di trasmissione pò agisce cum'è un elementu di almacenamentu d'energia in una larga misura, invece di cum'è una guida d'onda è un dispositivu di trasmissione di energia.
I perditi causati da a linea di trasmissione, l'antenna è l'onda stazionaria sò indesiderati. I perditi di linea ponu esse minimizati selezziunendu linee di trasmissione à bassa perdita, mentre chì i perditi di l'antenna ponu esse ridotti riducendu a resistenza di perdita rapprisentata da RL in Figura 2. Onde permanente pò esse ridutta è l'almacenamiento d'energia in a linea pò esse minimizatu cumminendu l'impedenza di l'antenna (carica) cù l'impedenza caratteristica di a linea.
In i sistemi wireless, in più di riceve o trasmette energia, l'antenne sò generalmente richieste per rinfurzà l'energia radiata in certe direzzione è suppressione l'energia radiata in altre direzzione. Dunque, in più di i dispositi di rilevazione, l'antenne deve esse ancu usata cum'è dispusitivi direzzione. L'antenne ponu esse in diverse forme per risponde à i bisogni specifichi. Pò esse un filu, una apertura, un patch, un assemblea di elementi (array), un riflettore, una lente, etc.
In i sistemi di cumunicazione wireless, l'antenni sò unu di i cumpunenti più critichi. Un bonu disignu di l'antenna pò riduce i requisiti di u sistema è migliurà u rendiment generale di u sistema. Un esempiu classicu hè a televisione, induve a ricezione di broadcast pò esse migliurata usendu antenne d'altu rendiment. L'antenni sò à i sistemi di cumunicazione ciò chì l'ochji sò à l'omu.
2. Classificazione Antenna
1. Wire Antenna
L'antenni di filu sò unu di i tipi più cumuni di antenne perchè si trovanu quasi in ogni locu - vitture, edifici, navi, aerei, navi spaziali, etc. Ci sò diverse forme di antenne di filu, cum'è linea recta (dipole), loop, spirale, cum'è mostra in Figura 3. Loop antennas ùn solu bisognu à esse circular. Puderanu esse rettangulari, quadrati, ovali o qualsiasi altra forma. L'antenna circular hè a più cumuna per via di a so struttura simplice.
Figura 3
2. Aperture Antennas
L'antenni di apertura ghjucanu un rolu più grande per via di a crescente dumanda di forme più cumplesse di antenne è l'utilizazione di frequenze più alte. Alcune forme di antenne d'apertura (antenna di cornu piramidale, cònica è rettangulare) sò mostrate in a Figura 4. Stu tipu d'antenna hè assai utile per l'applicazioni di l'aeronautica è di a nave spaziale, perchè ponu esse muntati assai convenientemente nantu à a cunchiglia esterna di l'aeronave o a nave spaziale. Inoltre, ponu esse cuparti cù una strata di materiale dielettricu per prutegge da l'ambienti duru.
Figura 4
3. Antenna Microstrip
L'antenne Microstrip sò diventate assai populari in l'anni 1970, principalmente per l'applicazioni satellitari. L'antenna hè custituita da un sustrato dielettricu è un patch metallicu. U patch di metallu pò avè parechje forme diverse, è l'antenna di patch rettangulare mostrata in Figura 5 hè a più cumuna. L'antenni Microstrip anu un prufilu bassu, sò adattati per superfici planari è non planari, sò simplici è di prezzu di fabricazione, anu una alta robustezza quandu sò muntati nantu à superfici rigide, è sò cumpatibili cù disinni MMIC. Puderanu esse muntati nantu à a superficia di l'aviò, a nave spaziale, i satelliti, i missili, i vitture, è ancu i dispositi mobili è ponu esse cunfurmati.
Figura 5
4. Array Antenna
E caratteristiche di radiazione richieste da parechje applicazioni ùn ponu esse ottenute da un unicu elementu d'antenna. Arrays d'antenna ponu fà a radiazione da l'elementi sintetizzati per pruduce a radiazione massima in una o più direzzione specifica, un esempiu tipicu hè mostratu in Figura 6.
Figura 6
5. Antenna Reflector
U successu di l'esplorazione spaziale hà ancu purtatu à u rapidu sviluppu di a teoria di l'antenna. A causa di a necessità di cumunicazione ultra-longu-distance, antenne estremamente altu guadagnu deve esse aduprate per trasmette è riceve signali à milioni di chilometri di distanza. In questa applicazione, una forma d'antenna cumuna hè l'antenna parabolica mostrata in Figura 7. Stu tipu d'antenna hà un diametru di 305 metri o più, è una grandezza cusì grande hè necessaria per ottene l'altu guadagnu necessariu per trasmette o riceve signali milioni di chilometri di distanza. Una altra forma di riflettore hè un riflettore d'angle, cum'è mostra in Figura 7 (c).
Figura 7
6. Lens Antennas
I lenti sò principalmente usati per collimà l'energia sparsa incidente per impediscenu di sparghje in direzzione di radiazione indesiderata. Cambiendu in modu adattatu a geometria di a lente è scegliendu u materiale ghjustu, ponu cunvertisce diverse forme di energia divergente in onde piane. Puderanu esse aduprati in a maiò parte di l'applicazioni cum'è antenne riflettori parabolici, in particulare à frequenze più alte, è a so dimensione è u pesu diventanu assai grande à frequenze più bassu. L'antenne di lenti sò classificate secondu i so materiali di custruzzione o forme geometriche, alcune di e quali sò mostrate in Figura 8.
Figura 8
Per sapè di più nantu à l'antenne, visitate:
Tempu di post: Jul-19-2024
