Antena
Pengetahuan asas tentang pengukuran antena
Anggaran 25minit untuk menghabiskan bacaan
Pengetahuan asas pengukuran antena melibatkan pelbagai aspek, termasuk fungsi antena, parameter prestasi, kaedah pengukuran dan persekitaran ujian. Berikut ialah penjelasan terperinci tentang pengetahuan asas pengukuran antena:
1ã Fungsi antena
Antena ialah komponen utama sistem komunikasi tanpa wayar dan fungsi utamanya termasuk:
Sinaran arah atau penerimaan isyarat gelombang radio: Dalam keadaan pemancar, antena menukar tenaga elektromagnet frekuensi tinggi dalam talian penghantaran kepada gelombang elektromagnet dalam ruang bebas; Dalam keadaan menerima, gelombang elektromagnet dalam ruang bebas ditukarkan kepada tenaga elektromagnet frekuensi tinggi dalam talian penghantaran.
Penukaran Tenaga: Antena perlu menukar tenaga gelombang berpandu yang disebarkan oleh sistem penyuap kepada tenaga gelombang elektromagnet dengan cekap atau menukar tenaga gelombang elektromagnet yang diterima kepada isyarat semasa.
⢠Arah: Antena boleh memancarkan atau menerima gelombang elektromagnet mengikut arah, menumpukan mereka ke arah yang dikehendaki sebanyak mungkin.
Polarisasi: Antena seharusnya boleh memancarkan atau menerima gelombang elektromagnet daripada polarisasi yang ditentukan.
2ã Parameter prestasi antena
Parameter prestasi antena ialah penunjuk penting untuk mengukur prestasinya, terutamanya termasuk:
Gain: Merujuk kepada keupayaan antena untuk menguatkan isyarat yang diterima, biasanya berkait rapat dengan arah.
Arah: Menerangkan keamatan kuasa sinaran antena dalam arah tertentu berbanding keadaan sinaran omnidirectionalnya.
Kecekapan: termasuk kecekapan sinaran antena dan kecekapan keseluruhan, dengan yang pertama mempertimbangkan antena kerugian dan yang kedua mempertimbangkan kerugian keseluruhan seperti kehilangan konduktor dan dielektrik antena.
Impedans: Nisbah voltan kepada arus pada terminal input antena, yang merupakan beban sistem penyuap dan memerlukan pemadanan impedans yang baik dengan sistem penyuap.
Nisbah gelombang berdiri (VSWR): mencerminkan tahap padanan antara antena dan sistem penyuap.
Polarisasi: Kaedah polarisasi yang mana antena memancarkan atau menerima gelombang elektromagnet.
Jalur Frekuensi Operasi: Julat frekuensi di mana antena boleh beroperasi secara normal.
3ã Kaedah pengukuran antena
Pengukuran parameter antena biasanya dilakukan menggunakan instrumen seperti meter kekuatan medan, meter kuasa, meter impedans atau penganalisis rangkaian, serta peralatan ujian khusus seperti antena standard. Kaedah pengukuran termasuk:
Pengukuran corak arah sinaran: Dengan menggunakan kaedah antena tetap atau kaedah antena berputar, ukur keamatan sinaran antena dalam arah yang berbeza dan lukis corak arah sinaran.
Pengukuran keuntungan: Menggunakan kaedah perbandingan, bandingkan antena yang diuji dengan antena standard dengan keuntungan yang diketahui untuk menentukan keuntungan antena yang diuji.
Pengukuran impedans: Gunakan kaedah jambatan, kaedah garisan pengukuran atau kaedah kekerapan sapuan untuk mengukur galangan input antena.
4ã Persekitaran ujian
Untuk mengukur parameter prestasi antena dengan tepat, adalah perlu untuk menyediakan persekitaran ujian yang ideal, yang biasanya memerlukan:
⢠Tanah rata dan terbuka: Tiada penghalang logam atau pemantul untuk mengurangkan kesan ke atas perambatan gelombang elektromagnet.
⢠Jarak ujian yang mencukupi: Jarak antara antena yang diuji dan antena tambahan mestilah lebih besar daripada jarak ujian minimum antena untuk mengurangkan ralat pengukuran yang disebabkan oleh perbezaan fasa kejadian gelombang elektromagnet pada apertur antena yang diuji. ⢠Ruang bukan pemantul (ruang anechoic gelombang mikro): Lapisan bilik diperbuat daripada bahan penyerap berbentuk gigi tajam, yang boleh menyerap kebanyakan kejadian tenaga elektromagnet pada enam dinding bilik dan meniru keadaan ujian ruang kosong dengan baik.
Prinsip antena
Prinsip antena terutamanya melibatkan sinaran dan penerimaan gelombang elektromagnet, serta penukaran tenaga antara gelombang berpandu dan gelombang ruang bebas. Berikut ialah penjelasan terperinci tentang prinsip antena:
1ã Definisi dan Fungsi
Definisi: Antena ialah peranti yang boleh memancarkan gelombang elektromagnet dengan berkesan ke arah tertentu di angkasa atau menerima gelombang elektromagnet secara berkesan dari arah tertentu di angkasa.
Fungsi: Antena memainkan peranan teras dalam sistem komunikasi tanpa wayar, bertanggungjawab untuk menukar arus frekuensi tinggi (atau gelombang berpandu) kepada gelombang elektromagnet dan memancarkannya ke angkasa, atau menerima dan menukar gelombang elektromagnet di angkasa kepada arus frekuensi tinggi.
2ã Prinsip kerja
1. Aruhan elektromagnet dan sinaran elektromagnet:
Prinsip kerja antena terutamanya berdasarkan prinsip aruhan elektromagnet dan sinaran elektromagnet. Apabila arus frekuensi tinggi melalui antena, ia menghasilkan pelbagai medan elektrik dan magnet di sekelilingnya. Menurut teori medan elektromagnet Maxwell, "medan elektrik yang berubah menghasilkan medan magnet, dan medan magnet yang berubah menghasilkan medan elektrik." Dengan mengujakannya secara berterusan, perambatan isyarat wayarles dicapai.
Di hujung pemancar, antena menukar arus frekuensi tinggi kepada gelombang elektromagnet dan memancarkannya ke angkasa; Di hujung penerima, antena menangkap gelombang elektromagnet di angkasa dan menukarkannya kepada arus frekuensi tinggi.
2. Penukaran Tenaga:
Antena berfungsi sebagai penukar tenaga, melengkapkan penukaran tenaga antara gelombang berpandu (atau arus frekuensi tinggi) dan gelombang ruang bebas. Antena pemancar menukar gelombang berpandu kepada gelombang ruang bebas, manakala antena penerima menukar gelombang ruang bebas kepada gelombang berpandu.
3. Arah dan polarisasi:
Antena mempunyai arah arah tertentu dan boleh memancarkan atau menerima gelombang elektromagnet mengikut arah. Ini bermakna antena mempunyai keupayaan radiasi atau penerimaan yang lebih kuat dalam arah tertentu, manakala keupayaan yang lebih lemah dalam arah lain.
Mod polarisasi antena juga merupakan salah satu ciri pentingnya, yang menentukan keadaan polarisasi antena apabila memancarkan atau menerima gelombang elektromagnet.
3ã Jenis dan ciri antena
Antena boleh dikelaskan mengikut kriteria pengelasan yang berbeza, termasuk sifat kerja, tujuan, ciri antena, pengedaran semasa, jalur frekuensi, pembawa dan bentuk.
Jenis antena biasa termasuk antena stesen pangkalan mudah alih, antena siaran, antena radar, antena WIFI, antena telefon mudah alih, dsb. Setiap antena mempunyai senario aplikasi dan ciri prestasi khusus.
4ã Reka Bentuk dan Pengoptimuman Antena
Bentuk, saiz, bahan dan faktor lain antena semuanya boleh menjejaskan prestasinya. Oleh itu, reka bentuk antena perlu mempertimbangkan pelbagai faktor secara menyeluruh, termasuk kekerapan operasi, arah sinaran, mod polarisasi, keperluan perolehan, dsb.
Dalam proses reka bentuk, perisian simulasi biasanya digunakan untuk simulasi dan pengoptimuman bagi memastikan antena dapat memenuhi keperluan reka bentuk.
Apakah itu antena?
Antena ialah peranti elektronik yang digunakan untuk memancarkan atau menerima gelombang elektromagnet dengan berkesan dalam komunikasi tanpa wayar. Ia merupakan komponen yang amat diperlukan dalam sistem wayarles, bertanggungjawab untuk menukar gelombang berpandu (seperti aliran arus dalam talian penghantaran) kepada gelombang radio (gelombang elektromagnet yang merambat dalam ruang bebas), atau menukar gelombang radio kepada gelombang berpandu .
Fungsi khusus antena termasuk:
1. Sinaran dan penerimaan: Pada hujung pemancaran, antena menukar arus frekuensi tinggi dalam peranti elektronik kepada gelombang radio dan memancarkan gelombang ini ke ruang sekeliling. Di hujung penerima, antena menangkap gelombang radio di angkasa dan menukarkannya kepada arus frekuensi tinggi untuk pemprosesan selanjutnya oleh peranti elektronik.
2. Penukaran Tenaga: Antena ialah medium untuk penukaran tenaga, yang boleh menukar tenaga elektrik peranti elektronik kepada tenaga gelombang radio, atau menukar tenaga gelombang radio kepada tenaga elektrik.
3. Arah: Banyak antena direka bentuk dengan arah tertentu, yang bermaksud ia boleh memancarkan atau menerima gelombang radio dengan lebih berkesan dalam arah tertentu. Antena arah boleh membantu meningkatkan kecekapan komunikasi, mengurangkan gangguan dan meningkatkan jarak komunikasi.
4. Polarisasi: Polarisasi antena merujuk kepada arah medan elektromagnet di mana ia memancar atau menerima gelombang radio. Kaedah polarisasi biasa termasuk polarisasi mendatar, polarisasi menegak, polarisasi bulat dan polarisasi elips. Kaedah polarisasi yang berbeza mungkin mempunyai kelebihan dan batasan yang berbeza dalam komunikasi.
5. Padanan impedans: Untuk menghantar dan menerima gelombang radio dengan berkesan, antena perlu dipadankan impedans dengan talian penghantaran (seperti penyuap). Ini bermakna galangan input antena harus sepadan dengan galangan ciri talian penghantaran untuk mengurangkan pantulan tenaga dan kehilangan semasa penghantaran.
Terdapat pelbagai jenis antena, termasuk tetapi tidak terhad kepada antena dipol, antena gelung, antena parabola, antena lingkaran, antena tatasusunan, dsb. Setiap antena mempunyai senario aplikasi khusus dan ciri prestasi, seperti perolehan, arah arah, kekerapan tindak balas, mod polarisasi, dsb.
