1. Giới thiệu về Anten
Anten là một cấu trúc chuyển tiếp giữa không gian tự do và đường truyền, như thể hiện trong Hình 1. Đường truyền có thể ở dạng đường đồng trục hoặc ống rỗng (ống dẫn sóng), được sử dụng để truyền năng lượng điện từ từ nguồn đến anten hoặc từ anten đến máy thu. Anten trước là anten phát, và anten sau là anten thuăng ten.
Hình 1 Đường truyền năng lượng điện từ
Quá trình truyền của hệ thống ăng-ten trong chế độ truyền của Hình 1 được biểu diễn bằng tương đương Thevenin như thể hiện trong Hình 2, trong đó nguồn được biểu diễn bằng một máy phát tín hiệu lý tưởng, đường truyền được biểu diễn bằng một đường có trở kháng đặc trưng Zc và ăng-ten được biểu diễn bằng tải ZA [ZA = (RL + Rr) + jXA]. Điện trở tải RL biểu diễn các tổn thất dẫn điện và điện môi liên quan đến cấu trúc ăng-ten, trong khi Rr biểu diễn điện trở bức xạ của ăng-ten và điện kháng XA được sử dụng để biểu diễn phần ảo của trở kháng liên quan đến bức xạ ăng-ten. Trong điều kiện lý tưởng, toàn bộ năng lượng do nguồn tín hiệu tạo ra sẽ được truyền đến điện trở bức xạ Rr, được sử dụng để biểu diễn khả năng bức xạ của ăng-ten. Tuy nhiên, trong các ứng dụng thực tế, có các tổn thất dẫn điện-điện môi do các đặc điểm của đường truyền và ăng-ten, cũng như các tổn thất do phản xạ (không khớp) giữa đường truyền và ăng-ten. Xét đến trở kháng bên trong của nguồn và bỏ qua tổn thất trên đường truyền và phản xạ (không khớp), công suất cực đại được cung cấp cho ăng-ten theo phương pháp khớp liên hợp.
Hình 2
Do sự không khớp giữa đường truyền và ăng-ten, sóng phản xạ từ giao diện được chồng lên sóng tới từ nguồn đến ăng-ten để tạo thành sóng dừng, biểu thị sự tập trung và lưu trữ năng lượng và là một thiết bị cộng hưởng điển hình. Một mẫu sóng dừng điển hình được thể hiện bằng đường chấm trong Hình 2. Nếu hệ thống ăng-ten không được thiết kế đúng cách, đường truyền có thể hoạt động như một thành phần lưu trữ năng lượng thay vì là một ống dẫn sóng và thiết bị truyền năng lượng.
Tổn thất do đường truyền, ăng ten và sóng đứng gây ra là không mong muốn. Tổn thất đường truyền có thể được giảm thiểu bằng cách chọn đường truyền có tổn thất thấp, trong khi tổn thất ăng ten có thể được giảm bằng cách giảm điện trở tổn thất được biểu thị bằng RL trong Hình 2. Sóng đứng có thể được giảm và lưu trữ năng lượng trong đường truyền có thể được giảm thiểu bằng cách kết hợp trở kháng của ăng ten (tải) với trở kháng đặc trưng của đường truyền.
Trong các hệ thống không dây, ngoài việc nhận hoặc truyền năng lượng, ăng-ten thường được yêu cầu tăng cường năng lượng bức xạ theo một số hướng nhất định và ngăn chặn năng lượng bức xạ theo các hướng khác. Do đó, ngoài các thiết bị phát hiện, ăng-ten cũng phải được sử dụng như các thiết bị định hướng. Ăng-ten có thể có nhiều dạng khác nhau để đáp ứng các nhu cầu cụ thể. Nó có thể là một dây, một lỗ, một miếng vá, một cụm phần tử (mảng), một bộ phản xạ, một thấu kính, v.v.
Trong các hệ thống truyền thông không dây, ăng-ten là một trong những thành phần quan trọng nhất. Thiết kế ăng-ten tốt có thể giảm yêu cầu của hệ thống và cải thiện hiệu suất tổng thể của hệ thống. Một ví dụ điển hình là truyền hình, nơi có thể cải thiện khả năng thu sóng phát sóng bằng cách sử dụng ăng-ten hiệu suất cao. Ăng-ten đối với hệ thống truyền thông cũng giống như mắt đối với con người.
2. Phân loại ăng-ten
Ăng-ten sừng là ăng-ten phẳng, ăng-ten vi sóng có mặt cắt hình tròn hoặc hình chữ nhật mở dần ở cuối ống dẫn sóng. Đây là loại ăng-ten vi sóng được sử dụng rộng rãi nhất. Trường bức xạ của nó được xác định bởi kích thước của khẩu độ sừng và loại lan truyền. Trong số đó, ảnh hưởng của thành sừng lên bức xạ có thể được tính toán bằng nguyên lý nhiễu xạ hình học. Nếu chiều dài của sừng không đổi, kích thước khẩu độ và độ lệch pha bậc hai sẽ tăng khi góc mở sừng tăng, nhưng độ khuếch đại sẽ không thay đổi theo kích thước khẩu độ. Nếu băng tần của sừng cần được mở rộng, cần phải giảm phản xạ ở cổ và khẩu độ của sừng; phản xạ sẽ giảm khi kích thước khẩu độ tăng. Cấu trúc của ăng-ten sừng tương đối đơn giản và mẫu bức xạ cũng tương đối đơn giản và dễ kiểm soát. Nó thường được sử dụng như một ăng-ten định hướng trung bình. Ăng-ten sừng phản xạ parabol có băng thông rộng, thùy bên thấp và hiệu suất cao thường được sử dụng trong truyền thông chuyển tiếp vi sóng.
RM-DCPHA105145-20(10,5-14,5GHz)
RM-BDHA1850-20(18-50GHz)
RM-SGHA430-10 (1,70-2,60GHz)
2. Ăng-ten vi dải
Cấu trúc của ăng-ten vi dải nói chung bao gồm lớp nền điện môi, bộ tản nhiệt và mặt đất. Độ dày của lớp nền điện môi nhỏ hơn nhiều so với bước sóng. Lớp kim loại mỏng ở dưới cùng của lớp nền được kết nối với mặt đất, và lớp kim loại mỏng có hình dạng cụ thể được tạo ra ở mặt trước thông qua quá trình quang khắc như một bộ tản nhiệt. Hình dạng của bộ tản nhiệt có thể được thay đổi theo nhiều cách theo yêu cầu.
Sự phát triển của công nghệ tích hợp vi sóng và quy trình sản xuất mới đã thúc đẩy sự phát triển của ăng-ten vi dải. So với ăng-ten truyền thống, ăng-ten vi dải không chỉ nhỏ về kích thước, trọng lượng nhẹ, cấu hình thấp, dễ tuân thủ mà còn dễ tích hợp, chi phí thấp, phù hợp với sản xuất hàng loạt và cũng có ưu điểm là tính chất điện đa dạng.
RM-MA424435-22(4,25-4,35GHz)
RM-MA25527-22(25,5-27GHz)
Ăng ten khe dẫn sóng là loại ăng ten sử dụng các khe trong cấu trúc ống dẫn sóng để đạt được bức xạ. Nó thường bao gồm hai tấm kim loại song song tạo thành một ống dẫn sóng có khe hẹp giữa hai tấm. Khi sóng điện từ đi qua khe hở của ống dẫn sóng, sẽ xảy ra hiện tượng cộng hưởng, do đó tạo ra một trường điện từ mạnh gần khe hở để đạt được bức xạ. Do cấu trúc đơn giản, ăng ten khe dẫn sóng có thể đạt được bức xạ băng thông rộng và hiệu suất cao, vì vậy nó được sử dụng rộng rãi trong radar, thông tin liên lạc, cảm biến không dây và các lĩnh vực khác trong băng tần vi sóng và sóng milimet. Ưu điểm của nó bao gồm hiệu suất bức xạ cao, đặc tính băng thông rộng và khả năng chống nhiễu tốt, vì vậy nó được các kỹ sư và nhà nghiên cứu ưa chuộng.
RM-PA7087-43（71-86GHz）
RM-PA1075145-32（10,75-14,5GHz)
RM-SWA910-22(9-10GHz)
Ăng-ten Biconical là ăng-ten băng thông rộng có cấu trúc hình nón đôi, được đặc trưng bởi đáp ứng tần số rộng và hiệu suất bức xạ cao. Hai phần hình nón của ăng-ten biconical đối xứng với nhau. Thông qua cấu trúc này, có thể đạt được bức xạ hiệu quả trong một băng tần rộng. Nó thường được sử dụng trong các lĩnh vực như phân tích phổ, đo bức xạ và thử nghiệm EMC (tương thích điện từ). Nó có khả năng kết hợp trở kháng và đặc tính bức xạ tốt và phù hợp với các tình huống ứng dụng cần bao phủ nhiều tần số.
RM-BCA2428-4(24-28GHz)
RM-BCA218-4（2-18GHz)
Ăng-ten xoắn ốc là ăng-ten băng thông rộng có cấu trúc xoắn ốc, đặc trưng bởi đáp ứng tần số rộng và hiệu suất bức xạ cao. Ăng-ten xoắn ốc đạt được tính đa dạng phân cực và đặc tính bức xạ băng rộng thông qua cấu trúc cuộn xoắn ốc, thích hợp cho radar, thông tin vệ tinh và hệ thống thông tin không dây.
RM-PSA0756-3(0,75-6GHz)
RM-PSA218-2R(2-18GHz)
Để tìm hiểu thêm về ăng-ten, vui lòng truy cập:
Thời gian đăng: 14-06-2024
