En antenne er en metallisk transmissionsenhed, der transmitterer og modtager radioelektromagnetiske bølger mellem det elektriske kredsløb og rummet. Disse enheder er tilgængelige i forskellige størrelser og former, hvor de små antenner kan findes på dit tag, der bruges til at se tv, og de store antenner bruges til at fange signaler millioner af miles væk fra satellitter. Der er forskellige typer antenner er tilgængelig, hvor hver antenne hovedsageligt er designet til at sende og modtage signaler i et bestemt frekvensområde baseret på dens form og størrelse som ledning, dipol, sløjfe, kort dipol, blænde, monopol, linse, slot, horn osv. Denne artikel diskuterer en oversigt over en af antennetyperne nemlig – linse antenne , og dets arbejde med applikationer.
Hvad er objektivantenne?
Den tredimensionelle elektromagnetiske enhed, der hovedsageligt bruges til højere frekvensapplikationer, er kendt som en linseantenne. Denne antenne inkluderer en elektromagnetisk linse med fremføring, og den ligner en glaslinse, der bruges i det optiske domæne. Denne antenne bruger en buet overflade til både transmission og modtagelse. Disse antenner er fremstillet med glas, uanset hvor de konvergerende såvel som divergerende linseegenskaber følges. Objektivets antennes frekvensområde spænder fra 1000 MHz til 3000 MHz.
Det funktion af en linseantenne er at generere en plan bølgefront ud fra sfærisk, styre blændebelysning, kollimere elektromagnetiske stråler, danner fronten af den indkommende bølge i dens fokus og producerer retningskarakteristika.
Objektiv antenne design
Objektivantenne er hovedsageligt designet til at transmittere og modtage signaler inden for mikrobølgefrekvensområdet. Hvis vi overvejer, er en optisk linse af konvergerende type til stede i en specifik position, og energikilden er til stede ved brændpunktet, der producerer energien i en brændviddeafstand langs den optiske linseakse i sendetilstand.
Vi bør alle være opmærksomme på, at fra et optisk synspunkt, når lyset falder på ydersiden af linsen, så vrider det sig på grund af brydningen. Her afhænger måden at vride lysenergi på hovedsageligt af materialet & kurven, hvorfra linsen er lavet.
Som et resultat, når fødeantennen som en dipol- eller hornantenne er til stede ved det brændpunkt, der er tilgængeligt til venstre for linsen, kan den fremkommende sfæriske bølgefront fra kilden, som afviger fra naturen, falde ind fra antennens overflade.
Så når først strålerne strømmer igennem det efter indfaldet, vil de afvigende stråler kollimere på grund af brydning og ændres til flade bølgefronter. Således opnås de parallelle stråler på højre side af den optiske linse. På denne måde transmitteres antennens signal med et fødeelement. Tilsvarende, hvis denne antenne er lavet af et dielektrisk materiale, så kollimeres de RF elektromagnetiske signaler på samme måde, og videre transmitteres de.
Overvej nu følgende antenne i modtagetilstand. I denne tilstand vil de parallelle stråler indfalde på den konvergerende linseoverflade, ved brændpunktet på venstre side af linsen konvergerer på grund af brydningsmekanismen. Så denne proces bruges, når den er brugt til modtagetilstand.
Her skal det bemærkes, at for at opnå bedre fokuseringsegenskaber ved radiofrekvens skal mediet have et brydningsindeks under en. Så dette fører til at give lige bølgefronter, selv når materialets brydningsindeks er lavt/højt.
Objektivantenne virker
Linseantennen, der fungerer, er den samme som en optisk linse. I linsemateriale har mikrobølgesignalerne en anden fasehastighed end i luft, så den skiftende linsetykkelse forsinker simpelthen mikrobølgesignalerne, der transmitteres gennem det i forskellige mængder, bølgeretningen og ændring af bølgefrontens form.
Denne antenne bruger egenskaberne for konvergens og divergens af en linse til at transmittere og modtage signaler. Disse typer antenner inkluderer en dipol/hornantenne med linsen. Her afhænger objektivstørrelsen hovedsageligt af driftsfrekvensen, så når driftsfrekvensen er højere, er objektivet mindre i størrelse. Så ved høje frekvenser bruges disse antenner, fordi de ved lavere frekvenser kan være noget omfangsrige.
I en parabolsk reflekto r, har vi set, at den udsendte energi fra fødeelementet ved reflektorens fokus når dens overflade, så ændrer den mikrobølgerne, som udstråles sfærisk til plane bølger. Så det øger retningsbestemmelsen.
På samme måde i tilfælde af en linseantenne fungerer punktkilden som den feed, der producerer mikrobølgeenergien til den optiske linseoverflade. Så denne optiske overflade driver de udstrålede sfæriske bølgefronter til at ændre sig til kollimerede.
Her er det bemærkelsesværdigt, at den kollimerende linse er lavet af et dielektrisk materiale, der har den endelige dielektriske konstantværdi. Disse kan dog også fremstilles med materialer, der udviser under enheden af brydningsindeks ved RF.
Objektivantennetyper
Der er to typer linseantenneforsinket linseantenne og hurtig linseantenne, som diskuteres nedenfor.
Delay Lens Antenne
En forsinkelseslinse eller en langsom bølgelinseantenne kan defineres som en antenne, der forårsager retardation i de vandrende bølgefronter på grund af linsemediet. Nogle gange kaldes disse typer antenner også dielektriske linser. Repræsentationen af den dielektriske linsevirkning af antennen er vist nedenfor.
I denne type antenne bevæger radiobølgerne sig meget langsomt i linsemediet end i det frie rum, brydningsindekset er større end én. Således øges længden af banen ved at passere gennem linsens medium.
Dette er det samme som en almindelig optisk linsevirkning på lyset. Da faste dele af linsen øger længden af banen, fokuserer en konvergerende linse som en konveks linse radiobølger, og en divergerende linse som en konkav linse spreder radiobølger som i almindelige linser. Disse linser er lavet med dielektriske materialer og H-plan pladestrukturer.
Forsinket linseantenne er klassificeret i to typer baseret på den dielektriske materialetype, der bruges til konstruktion: metallisk dielektrisk linse og ikke-metallisk dielektrisk linse.
Hurtig objektivantenne
I en fast linse eller hurtigbølge-linseantenne bevæger radiobølgerne sig meget hurtigere inden i linsemediet sammenlignet med i det frie rum, således er brydningsindekset under én, så længden af den optiske vej reduceres ved at passere gennem linsemediet . Nogle gange er denne antenne også kendt som en E-plan metalpladeantenne.
Denne type antenne har ingen analog indenfor almindelige optiske materialer, så det foregår på grund af at radiobølgernes fasehastighed i bølgeledere er højere end lyshastigheden. Da faste dele af linsen reducerer længden af banen, fokuserer en konvergerende linse som en konkav linse radiobølger, og en divergerende linse som en konveks linse er modsat almindelige optiske linser. Disse linser er lavet med E-plan pladestrukturer og negativt indeks metamaterialer.
Fordele og ulemper
Det fordelene ved objektivantenne omfatte følgende.
- Den har smal strålebredde, lav støjtemperatur, høj forstærkning og lave sidesløjfer.
- Strukturen af disse antenner er mere kompakt.
- Disse vejer mindre sammenlignet med parabolske reflektorer og hornantenner.
- Det har bedre designtolerance.
- Fremførings- og foderstøtten i denne antenne blokerer ikke blænden.
- Strålen kan bevæges vinkelmæssigt i forhold til aksen.
- Det giver mere fleksibilitet inden for designtolerance, så det er muligt at vride i denne antenne.
- Det bruges til ekstremt højfrekvente applikationer.
Det ulemper ved linseantenner omfatte følgende.
- Linser er voluminøse ved lavere frekvenser, især.
- Kompleksitet i designet.
- Disse er dyre for de samme specifikationer sammenlignet med reflekser.
Ansøgninger
Det anvendelser af linseantenner omfatte følgende.
- Disse er velegnede til over 3 GHz frekvens.
- Brugt som bredbåndsantennen.
- Disse bruges hovedsageligt til mikrobølgefrekvensanvendelser.
- Denne antennes konvergerende egenskaber kan bruges til at udvikle et stort udvalg af antenner kaldet parabolske reflektorantenner, så disse bruges i vid udstrækning inden for satellitkommunikation.
- Disse bruges som kollimerende elementer i højforstærkede mikrobølgesystemer som radioteleskoper, millimeterbølger radar & satellitantenner.
Dette er således en oversigt over linseantenner – arbejde med applikationer. Disse antenner er hovedsageligt ankommet for at give en løsning til spillestedsejere og -operatører ved at give bedre mobilforbindelse, der er lettere at implementere og billigere. Her er et spørgsmål til dig, hvad er en hornantenne?
