1. Giới thiệu về Ăng-ten
Ăng-ten là một cấu trúc chuyển tiếp giữa không gian tự do và đường truyền, như minh họa 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 ăng-ten, hoặc từ ăng-ten đến máy thu. Ăng-ten phát là ăng-ten phát, và ăng-ten thu là ăng-ten thu.ăng-ten.
Hình 1 Đường truyền năng lượng điện từ
Quá trình truyền dẫn của hệ thống ăng-ten ở chế độ truyền dẫn 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 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 dùng 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 dùng 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 tính 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 tối đa được cung cấp cho ăng-ten theo phương pháp khớp liên hợp.
Hình 2
Do sự không tương thích giữa đường truyền và ăng-ten, sóng phản xạ từ giao diện được chồng lên sóng tới từ nguồn đến ăng-ten, tạo thành sóng dừng, biểu thị sự tập trung và lưu trữ năng lượng, và là một thiết bị cộng hưởng điển hình. Mẫu sóng dừng điển hình được thể hiện bằng đường nét đứt trong Hình 2. Nếu hệ thống ăng-ten không được thiết kế hợp lý, đường truyền phần lớn có thể hoạt động như một bộ phận lưu trữ năng lượng thay vì một ống dẫn sóng và thiết bị truyền năng lượng.
Tổn thất do đường dây truyền tải, ăng-ten và sóng dừng gây ra là không mong muốn. Tổn thất đường dây có thể được giảm thiểu bằng cách lựa chọn đường dây truyền tải có tổn thất thấp, trong khi tổn thất ăng-ten có thể được giảm thiểu bằng cách giảm điện trở suy hao, được biểu thị bằng RL trong Hình 2. Sóng dừng có thể được giảm thiểu và năng lượng lưu trữ trên đường dây có thể được giảm thiểu bằng cách kết hợp trở kháng của ăng-ten (tải) với trở kháng đặc trưng của đường dây.
Trong các hệ thống không dây, ngoài việc thu hoặc phát năng lượng, ăng-ten thường được yêu cầu tăng cường năng lượng bức xạ theo một số hướng nhất định và triệt tiêu năng lượng bức xạ theo các hướng khác. Do đó, ngoài các thiết bị phát hiện, ăng-ten còn phải được sử dụng như các thiết bị định hướng. Ăng-ten có thể có nhiều hình dạng khác nhau để đáp ứng các nhu cầu cụ thể. Nó có thể là dây dẫn, khẩu độ, miếng vá, cụm phần tử (mảng), gương phản xạ, thấu kính, v.v.
Trong 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 thiểu yêu cầu hệ thống và cải thiện hiệu suất tổng thể. Một ví dụ điển hình là truyền hình, nơi khả năng thu sóng phát sóng có thể được cải thiện 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 một ăng-ten phẳng, một ăng-ten vi sóng có tiết diện 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 khẩu độ của 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 tại 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 làm ăng-ten định hướng trung bình. Ăng-ten sừng phản xạ parabol với 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 thường bao gồm đế điện môi, bộ tản nhiệt và mặt đất. Độ dày của đế điện môi nhỏ hơn nhiều so với bước sóng. Lớp kim loại mỏng ở dưới cùng của đế được kết nối với mặt đất, và lớp kim loại mỏng có hình dạng cụ thể được chế tạo 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 tùy theo yêu cầu.
Sự phát triển của công nghệ tích hợp vi sóng và các 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 gọn, nhẹ, cấu hình thấp, dễ dàng lắp ráp mà còn dễ tích hợp, chi phí thấp, phù hợp cho sản xuất hàng loạt và có nhiều ưu điểm về tính chất điện.
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 tạo ra bức xạ. Ăng-ten này thường bao gồm hai tấm kim loại song song tạo thành một ống dẫn sóng với khe hở hẹp giữa hai tấm. Khi sóng điện từ đi qua khe hở của ống dẫn sóng, hiện tượng cộng hưởng sẽ xảy ra, tạo ra một trường điện từ mạnh gần khe hở để tạo ra bức xạ. Nhờ 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 dải sóng vi ba 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 với cấu trúc hình nón kép, 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. Nhờ cấu trúc này, bức xạ hiệu quả có thể được truyền đi trong một dải tần số rộng. Ăng-ten Biconical thường được sử dụng trong các lĩnh vực như phân tích phổ, đo lường bức xạ và kiểm tra EMC (tương thích điện từ). Ăng-ten Biconical có khả năng phối hợp trở kháng và đặc tính bức xạ tốt, phù hợp cho các ứng dụng cần phủ sóng 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 độ phân cực đa dạng và đặc tính bức xạ băng rộng thông qua cấu trúc cuộn xoắn ốc, phù hợp cho các hệ thống radar, thông tin vệ tinh và 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
