К какой категории антенн относится патч антенна

Где используются патч-антенны?

Патч-антенна в основном применяется на микроволновых частотах, на которых длины волн достаточно короткие, чтобы участки были удобно небольшими. Он широко используется в портативных беспроводных устройствах из-за простоты изготовления на печатных платах.

Какие бывают типы патч-антенн?

Микрополосковая антенна бывает трех типов: микрополосковая антенна, Микрополосковый паз / подвижная антенна и печатная дипольная антенна. Среди перечисленных выше трех типов микрополосковые патч-антенны могут иметь любую форму.

Нужен ли патч-антеннам заземляющий слой?

Патч-антенны GPS должны быть настроены на их землю что они установлены и учитывают сдвиги частоты из-за конкретной среды устройства, в которой находится антенна.

Почему патч-антенна излучает?

Электрическое поле не прекращается внезапно на периферии пятна, как в полости; поля до некоторой степени расширяют внешнюю периферию. Эти расширения поля известны как окаймляющие поля и вызывают излучение пятна.

Каковы основные части микрополосковой патч-антенны?

Микрополосковая патч-антенна представляет собой однослойную конструкцию, которая обычно состоит из четырех частей. (патч, заземляющий слой, подложка и подающая часть). Патч-антенну можно отнести к категории одноэлементных резонансных антенн. Как только частота задана, все (например, входной импеданс диаграммы направленности и т. Д.) Фиксируется.

Что такое подложка в патч-антенне?

Диэлектрическая подложка — это изолятор который является основным компонентом микрополосковой структуры, где рассматривается более толстая подложка, потому что она прямо пропорциональна ширине полосы, тогда как диэлектрическая проницаемость обратно пропорциональна ширине полосы, чем ниже относительная диэлектрическая проницаемость, тем лучше окантовка .

Сколько существует типов антенн?

Есть несколько разных типов антенн в трех широких категориях: всенаправленные, направленные и полунаправленные. — Всенаправленные антенны распространяются во всех направлениях. — Полунаправленные антенны распространяются ограниченным образом, определяемым определенным углом.

Патч-антенны всенаправленные?

Аннотация: An всенаправленная микрополоска Предложена патч-антенна, способная изменять как поляризацию, так и диаграмму направленности. Он работает с двумя ортогональными наклонными линейными поляризациями ± 45 ° и может создавать две дипольные диаграммы направленности, обеспечивая охват 360 ° либо в горизонтальной плоскости, либо в плоскости возвышения.

Патч-антенна и микрополосковая антенна одинаковы?

Самый распространенный вид микрополоска антенна обычно известна как патч-антенна. . Некоторые патч-антенны не используют диэлектрическую подложку, а вместо этого сделаны из металлической накладки, установленной над заземляющей пластиной с использованием диэлектрических прокладок; Полученная структура менее прочная, но имеет более широкую полосу пропускания.

Какие антенны известны как патч-антенны, особенно используемые для космических аппаратов?

45) Какие антенны известны как патч-антенны, особенно используемые для космических аппаратов? ОТВЕЧАТЬ: Микрополоска 46) Какой механизм преобразования выполняет параболическая рефлекторная антенна?

К какой категории антенн относится патч антенна

Патч-антенна — тип узкополосной СВЧ антенны, состоящей из плоского металлического лепестка, закрепленного на некотором расстоянии параллельно пластине земли. Обычно, эту конструкцию заключают в пластиковый радиопрозрачный кожух, как для защиты от механических повреждений, так и из эстетических соображений. Такие антенны просты в изготовлении и легко могут быть модифицированы под определенные технические условия. Патч-антенна может использоваться как отдельное устройство, так и в качестве облучателя для построения более эффективных систем на основе параболлических отражателей. Патч-антенны очень похожи на микрополосковые антенны, которые есть ни что иное, как патч-антенны, размещенные на диэлектрической подложке.

Конструкция антенны

Простейшая патч-антенна представляет собой квадратный лепесток со стороной равной половине длины волны, расположенный над большей по размеру пластине земли. Чем больше пластина земли, тем лучше направленность антенны и больше ее габариты. Нередко пластину земли делают лишь немногим больше лепестка. Ток протекает в том же направлении, что и фидер, так, что векторный потенциал и, соответственно, электрическое поле следуют за током, как обозначено на рисунке стрелкой E. Простая патч-антенна излучает линейно поляризованную волну. Ее излучение может быть рассмотрено как излучение двух щелей по краям антенны или, эквивалентно, как результат протекание тока в лепестке и пластине земли.

Коэффициент усиления

Коэффициент усиления прямоугольной микрополосковой патч-антенны с воздушным диэлектриком может быть грубо оценен следующим образом. Поскольку длина лепестка равна половине длины волны, лепесток можно предствать как полуволновой диполь, что дает около 2 дБ усиления в вертикальной оси лепестка. Если лепесток квадратный, его можно рассматривать как два полуволновых диполя, разнесенных на четверть длины волны, что дает ещё 2-3 дБ усиления. Пластина земли экранирует излучение с обратной стороны антенны и сокращает среднюю по объему излучаемую мощность вдвое, что дает еще 2-3 дБ. Сложив все вместе, получим коэффициент усиления патч-антенны равный 7-9 дБ, что неплохо согласуется с более строгими оценками.

Диаграмма направленности

Типичная диаграмма направленности линейно-поляризованной патч-антенны на 900 МГц показана ниже. На рисунке показано сечение в горизонтальной плоскости. Диаграмма направленности в вертикальной плоскости похожа, но не идентична. Масштаб графика логарифмический, так что, например, мощность, излучаемая в направлении 180° (90° влево от вертикальной оси) на 15 дБ меньше мощности основного лепестка. Ширина основного лепестка около 65°, коэффициент услиения в направлении луча 9 dBi. Бесконечно большая пластина земли полностью экранирует заднюю полусферу (от 180° до 360°), однако, пластина земли реальной антенны имеет конечные размеры. Поэтому мощность излучения в обратном направлении (задний лепесток диаграммы направленности) меньше мощности излучения основного лепестка всего лишь примерно на 20 дБ.

Полоса пропускания

Ширина полосы пропускания патч-антенны сильно зависит от расстояния между лепестком и землей. Чем ближе лепесток к земле, тем меньше энергии излучается и больше запасается в емкости и индуктивности и тем выше добротность антенны. Грубо, полосу пропускания антенны можно оценить по формуле:

— расстояние от лепестка до земли, — ширина лепестка (обычно половина длины волны), — импеданс воздушного промежутка между лепестком и землей, а — сопротивление излучения антенны. Относительная полоса пропускания антенны линейно зависит от ее толщины. Характерное значение импеданса воздушного промежутка 377 Ом, а сопротивления излучения 150 Ом, что позволяет упростить формулу:

Для квадратного лепестка на 900 МГц, будет приблизительно 16 см. Толщина антенны в 1,6 см даст относительную ширину полосы пропускания в 1,2(1,6/16) ≈ 12 %, или 120 МГц.

Патч-антенны легко изготавливать печатным способом. В этом случе они получаются немного компактнее, но, поскольку их толщина меньше, полоса пропускания также уменьшаестся из-за увеличения добротности.Таким образом, полоса пропускания антенны обратно пропорциональна квадратному корню из эффективной диэлектрической проницаемости подложки. Также очевидно, что полоса пропускания расширяется с увеличением толщины подложки. Характерная ширина полосы пропускания печатной патч-антенны составляет единицы процентов. Часто, пластина земли реальных патч-антенн лишь немного больше лепестка, что также уменьшает эффективность. Способ возбуждения антенны также влияет на ее полосу пропускания.

Прямоугольные (не квадратные) антенны могут быть использованы для получения веерной диаграммы направленности, у которой ширина вертикального и горизонтального лепестков существенно различаются. Кроме квадратных, могут также использоваться круглые или многоугольные лепестки. Расчет излучающих характеристик таких антенн значительно сложнее.

Круговая поляризация

Возможно изготовить патч-антенну с круговой поляризацией. Один из способов, питать обычный квадратный лепесток из двух точек, отстающих по фазе на 90°. В этом случае, когда, скажем, вертикальный ток максимален, горизонтальный ток равен 0. Четверть цикла спустя, ситуация становится обратной и поле становится горизонтальным. Излучаемое поле будет вращаться во времени, таким образом его поляризация будет круговой. Меняя величину фазового сдвига между двумя точками питания, можно добиться любой поляризации, от линейной до круговой. Другой способ добиться круговой поляризации, это питать квадратный лепесток из одной точки, но прорезать в нем асимметричную щель или отверстие иной формы для того чтобы сместить направление тока. Стоит отметить, что хотя дисковые лепестки и могут использоваться для такой техники они не обязательно имеют круговую поляризацию. Например, симметричный дисковый лепесток, питаемый в одной точке, излучает линейно поляризованные волны. Наконец, если почти квадратный лепесток, у которого длина немногим больше, а ширина немногим меньше половины длины волны питать в точке угла, то поляризация его излучения будет круговой.

Основы антенны FPV. Что нужно знать про FPV-антенны

Антенны – одна из тех вещей, которые легко упускаются из виду FPV-шниками. Ваша машина хороша только настолько, насколько хороши ваши шины. Антенны FPV собирают видеосигналы, генерируемые VTX, и передают их по беспроводной связи, где другая антенна, расположенная на приемнике, собирает этот видеосигнал, обрабатывает его и отображает на наших очках. Все это происходит менее чем за 40 мс, для сравнения, обычному человеку требуется 100-150 мс (1/10 секунды), чтобы моргнуть.

Основы антенны FPV. Что нужно знать про FPV-антенны

FPV-антенны играют важную роль в получении качественного видеосигнала, что означает отсутствие статического электричества и уменьшение шума и помех, отображаемых на наших очках.

Даже если у вас есть дорогой полетный контроллер, ESC и дорогой VTX, качество видео может быть ужасным с дешевой антенной, независимо от используемой FPV-камеры.

Важно не только качественная антенна, но и конфигурация используемых антенн. В этой статье мы попробуем выяснить, из чего состоит хорошая FPV-антенна.

КАК РАБОТАЕТ АНТЕННА?

Прежде чем перейти к вопросу о том, что делает антенну хорошей, давайте рассмотрим, как работает антенна. Любая беспроводная связь должна иметь антенну-передатчик и антенну-приемник. В наших смартфонах Wi-Fi, Bluetooth и т.д. есть антенна-передатчик и антенна-приемник.

В FPV нет разницы между антенной передатчика и антенной приемника. Но тип, используемый на передатчике и приемнике, имеет значение.

Антенны передатчика принимают видеосигналы, в нашем случае, и преобразуют этот электрический сигнал в электромагнитное излучение, известное как радиоволны. Антенны выполняют работу по преобразованию электрических сигналов в электромагнитное излучение, совершая колебания вперед-назад.

Этот передаваемый сигнал интерпретируется приемной антенной, которая преобразует радиоволны обратно в электрические сигналы. Таким образом, антенна FPV оказывает непосредственное влияние на эффективность передачи видео.

ФАКТОРЫ, КОТОРЫЕ НЕОБХОДИМО УЧИТЫВАТЬ

Ниже перечислены некоторые характеристики, которые следует иметь в виду при покупке идеальной антенны для FPV

ТИПЫ АНТЕНН FPV

Существует 2 основных типа антенн – всенаправленные и двунаправленные. Хотя принцип их работы довольно схож, но способ передачи сигнала сильно различается.

Направленные антенны передают радиоволны в очень узком луче, обычно 120° или менее. Поэтому если передающая антенна не находится в зоне приема 120°, то приемная антенна не получает никаких сигналов, и вы теряете видеосигнал, больше похожий на сфокусированный луч фонарика.

С другой стороны, всенаправленные антенны в идеале передают сигнал на 360°, то есть независимо от того, где и в какой ориентации расположена передающая антенна, приемная антенна всегда получает часть видеосигнала, чего иногда достаточно, чтобы вывести квадрокоптер из затруднительного положения, скорее как лампочка, излучающая во всех направлениях.

Существует несколько типов направленных антенн – патч-антенна, спиральная антенна и другие. В приемнике с разнесенной антенной обычно используется одна направленная антенна, например, патч-антенна, и одна всенаправленная антенна, чтобы получить лучшее из двух миров.

Спиральная антенна в основном используется для дальних квадрокоптеров, где ориентация передающей антенны не сильно меняется по отношению к приемной антенне.

Патч-антенны, с другой стороны, используются для приема сигналов, когда квадрокоптер находится перед вами и в пределах полосы пропускания 120°.

ТИПЫ ПОЛЯРИЗАЦИИ

Линейные антенны передают волны в одной плоскости, т.е. либо по горизонтальной, либо по вертикальной оси. Они обладают концентрированным излучением и, следовательно, имеют большую дальность действия. Но в этой повышенной дальности есть подвох: антенна квадрокоптера и приемник должны быть более или менее ориентированы друг на друга.

При потере ориентации теряется передача изображения/видео. Они подходят для установки на больших расстояниях, так как ориентация квадрокоптера относительно приемных антенн существенно не меняется.

Кругополяризованные антенны передают волны в двух плоскостях, т.е. в горизонтальной и вертикальной одновременно. Это приводит к небольшой потере мощности передачи и, следовательно, к уменьшению дальности действия.

Нам не нужно беспокоиться об ориентации, так как приемник продолжает получать часть видео независимо от ориентации квадрокоптера. Если вы планируете участвовать в гонках, квадрокоптер будет довольно часто менять свою ориентацию. Следовательно:

Всенаправленные антенны = исключительное качество изображения при полетах на близком расстоянии

Двунаправленные антенны = дальний полет

LHCP VS RHCP – КРУГОВАЯ ПОЛЯРИЗАЦИЯ

LHCP означает левостороннюю круговую поляризацию, а RHCP – правостороннюю круговую поляризацию. LHCP и RHCP относятся к направлению вращения волны. Если при взгляде сзади волна повернута вправо, то волна имеет правостороннюю круговую поляризацию. Аналогично, если волна повернута влево, она называется левосторонней циркулярной поляризацией.

Кроме того, как вращается волна, антенна не имеет других различий. Но как правило, я бы рекомендовал приобрести антенну RHCP по той единственной причине, что большинство пилотов используют антенны RHCP, а наблюдать за ними на соревнованиях было бы круто.

ЧАСТОТА

Частота – один из наиболее важных аспектов, который необходимо учитывать на начальном этапе поиска подходящей антенны. Каждая антенна настроена на работу с определенным диапазоном частот. Так, антенна 2,4 ГГц не будет хорошо работать с установкой 5,8 ГГц и наоборот.

Также всенаправленные антенны доступны только для 5,8 ГГц и не доступны для более низких частот, таких как 2,4 ГГц или 1,2 ГГц, обычно используемых для дальнего FPV. Почему, спросите вы? Квадрокоптеры с большой дальностью полета обычно летают на расстоянии 10+ км, и поскольку квадрокоптер находится так далеко, ориентация передающей антенны по отношению к приемной антенне очень минимальна.

Также всенаправленные антенны хороши для близкого и среднего расстояния, а сила принимаемых сигналов сильно уменьшается с увеличением расстояния.

Потери пути в свободном пространстве

А теперь давайте немного порассуждаем. Остерегайтесь, это включает в себя немного математики.

Потери пути в свободном пространстве – это потери мощности сигнала при прохождении через свободное пространство. Потери в мощности должны быть равны единице.

• Pr = Мощность приема
• Pt = мощность передачи
• f = рабочая частота
• c = скорость света в вакууме (метры в секунду)
• c = 299792458 м/с

Это совершенно не нужно, ваши антенны будут работать независимо от того, каковы “потери свободного пространства” ваших антенн, но не мешало бы узнать что-то новое. В идеале, если все передаваемые радиоволны принимаются на приемную антенну, то идеальное отношение Pr/Pt равно единице.

Если принимаемая мощность меньше передаваемой, то отношение становится меньше 1, что, скорее всего, и будет иметь место.

ФОРМ-ФАКТОР

Как всегда, имеет значение форм-фактор или размер. Почему? Потому что большая и громоздкая антенна будет утяжелять лицо при длительном ношении очков. Размещение антенны большего размера на квадрокоптере также не является идеальным, так как громоздкая антенна может увеличить общий вес квадрокоптера, но не на значительную величину.

Единственный смысл в использовании громоздких спиральных антенн есть только для квадрокоптеров большой дальности, где пилот будет более или менее управлять наземной станцией. Наземные станции FPV – это приемные станции FPV, которые оснащены FPV-приемниками и размещены на штативе, чтобы держать его как можно выше, чтобы избежать помех от земли. Смысл использования наземной станции в том, что наземные станции могут быть оснащены более тяжелыми антеннами без ущерба для удобства пользователя.

АНТЕННЫЕ РАЗЪЕМЫ

Существует 2 основных типа антенных разъемов – SMA (субминиатюрная версия A) и RP-SMA (SMA с обратной полярностью). SMA имеет разъем с наружной и внутренней резьбой, а разъем RP-SMA – с наружной и внутренней резьбой. Поэтому важно обратить внимание на то, какой разъем имеется на VTX.

Если VTX имеет разъем SMA male, то антенный разъем должен быть соответствующим female. То же самое относится и к разъемам RP-SMA.

Одним из новых типов разъемов, которые все чаще используются производителями, является разъем типа MMCX (микроминиатюрный коаксиальный).

Рост популярности обусловлен тем, что разъемы MMCX имеют поворотную головку, которая вращается, избавляясь от напряжений, возникающих на разъемах VTX.

КАК РАБОТАЕТ УСИЛЕНИЕ АНТЕННЫ?

Коэффициент усиления антенны – это число, определяющее электрическую эффективность антенны. Для передающей антенны коэффициент усиления антенны определяет, насколько хорошо антенна преобразует входные сигналы в радиоволны, излучаемые в определенном направлении. Для приемной антенны коэффициент усиления определяет, насколько хорошо антенна преобразует радиоволны в электрические сигналы. Как правило, больше – значит лучше.

Поэтому можно предположить, что всенаправленная антенна с высоким коэффициентом усиления может хорошо работать на больших расстояниях, но нет, это не так. При увеличении коэффициента усиления антенны направленность уменьшается. Это означает, что с увеличением коэффициента усиления направленность уменьшается. Нередко коэффициент усиления направленных антенн превышает 14, а коэффициент усиления всенаправленных антенн в основном достигает 5.

АНТЕННЫ ДАЛЬНЕГО РАДИУСА ДЕЙСТВИЯ FPV

Дальнее FPV – это совсем другая тема для отдельного обсуждения. Дальнее FPV обычно означает полет квадрокоптера на расстоянии более 5 км от пилота. На таких расстояниях радиоволны, передаваемые от всенаправленной антенны, настолько слабы, что приемники недостаточно чувствительны, чтобы уловить сигнал. Поэтому для пилота, который планирует летать на такие большие расстояния, использование двунаправленных антенн является единственным приемлемым вариантом.

Еще одна вещь, которую следует рассмотреть, это наземная станция FPV. Поскольку квадрокоптеры на больших расстояниях передают видео горизонтально, человек ростом в среднем 6 футов может не принимать все сигналы, поступающие от VTX. Но когда антенна расположена как можно выше, принимаемых сигналов будет гораздо больше, а видео будет содержать меньше шумов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Антенны играют важную роль в определении качества передаваемого видеосигнала. Поэтому рекомендуется покупать антенны у известных производителей, чтобы не тратиться на антенны, так как их всегда можно использовать повторно для дальнейшей сборки. Рекомендуется обращать внимание на поляризацию антенны и следить за коэффициентом усиления антенны.

Полосковая антенна (патч-антенна) и Микрополосковая печатная антенна устройство, принцип действия. особенности

Привет, Вы узнаете про полосковая антенна, Разберем основные ее виды и особенности использования. Еще будет много подробных примеров и описаний. Для того чтобы лучше понимать что такое полосковая антенна, патч-антенна, микрополосковая антенна, печатная антенна, f-антенна , настоятельно рекомендую прочитать все из категории Устройства СВЧ и антенны.

Микро полосковая антенна ( патч-антенна )

Патч-антенна (от англ. patch — заплатка, в русскоязычной литературе используется термин полосковая антенна) — тип слабонаправленной антенны диапазонов УВЧ и СВЧ. Патч-антенна состоит из тонкой плоской металлической пластины («пятачка»), расположенной на малом (0.01…0.1λ) расстоянии параллельно плоскому металлическому экрану. Зазор между пятачком и экраном может быть заполнен слоем диэлектрика (ε = 2.5…10, tgδ = 10 -3 …10 -2 ), а сама антенна изготавливаться по технологии печатных плат (микрополосковая или печатная патч-антенна). Как правило, пятачок имеет прямоугольную форму, причем расстояние между излучающими сторонами прямоугольника (т. е. длина неизлучающих сторон) близка к половине рабочей длины волны (с учетом ε).

Питание осуществляется штырем, проходящим сквозь экран (например, являющимся продолжением сигнального проводника коаксиальной линии) и смещенным от центра прямоугольника в сторону одной из его излучающих сторон, либо микрополосковой линией, сигнальный проводник которой расположен в плоскости пятачка и подходит к одной из его излучающих сторон. В обоих случаях возбуждающие проводники электрически соединяются с пятачком. Известен также электродинамический способ возбуждения пятачка через щель в экране. Поляризация излучаемой электромагнитной волны в направлении нормали к пятачку близка к линейной, известные технические решения позволяют формировать волну и с круговой поляризацией. Патч-антенна простейшей конструкции узкополосна (

Принцип действия патч-антенны основан на резонансе моды TM₁₀ в объеме под пятачком, возбуждении электрического поля в зазорах вдоль двух противоположных сторон пятачка, что может рассматриваться как сонаправленное протекание эквивалентного магнитного тока вдоль каждой из этих сторон, и возбуждении электромагнитной волны этими двумя участками магнитного тока. Действие патч-антенны аналогично действию пары синфазных параллельных друг другу щелевых антенн, разнесенных на небольшое (< λ/2) расстояние. Кроссполяризационное излучение в патч-антенне традиционной конструкции обусловлено излучением магнитного тока вдоль сторон пятачка, поперечных основным (т. е. создающим излучение на основной поляризации), в том числе, модой TM₀₂. Это излучение скомпенсировано за счет интерференции только в плоскостях E и H и достигает максимума (—10 дБ) в диагональных плоскостях.

Известно множество разновидностей патч-антенн, различающихся способом возбуждения, наличием согласующих элементов (щелей в пятачке и др.), формой пятачков (прямоугольная, круглая и др.), их числом в одном излучателе (один или несколько, как правило, не более трех), взаимным расположением (копланарное, стек) и способом взаимной связи (электрическое соединение, электродинамическая связь) и др., решающих определенные задачи и различающихся техническими характеристиками. Патч-антенны технологичны, просты в изготовлении, дешевы, удобны для использования в качестве излучающего элемента антенной решетки, в том числе, антеннах бортовых радиолокаторов, базовых станций мобильной связи GSM, плоских антеннах для приема спутникового телевидения и др. В диапазоне ОВЧ патч-антенна может изготовляться как отдельное устройство, защищенное от внешних воздействий. Участок корпуса такого устройства напротив пятачка делается радиопрозрачным.

микрополосковая антенна ( печатная антенна , патч-антенна, англ. Patch-antenna) представляет собой узкополосную антенну с широким лучом. Физически такая антенна имеет двумерную геометрию. Основным элементом патч-антенны является плоская металлическая пластина («пятачок», от англ. patch – заплатка). В простейшей микрополосковой антенне используются пластины полуволновой длины, так что металлическая поверхность этих пластин действует как резонатор подобно полуволновому диполю. Микрополосковая антенна обычно изготавливается путем помещения металлической пластины заданной формы на изолирующем слое диэлектрика, подобно тому, как делают печатные платы, с той разницей, что на противоположной от пластины стороне диэлектрика устанавливается сплошная металлическая подложка, которая образует заземляющую поверхность. Такая конструкция проста в разработке и недорога в изготовлении. В некоторых патч-антеннах не используется сплошной слой диэлектрика, взамен чего металлические пластины устанавливаются над металлической подложкой на диэлектрических прокладках. Получающаяся структура является менее прочной, но имеет более широкую рабочую полосу частот. Микрополосковые антенны разрабатываются для частот от УВЧ-диапазона до 100 GHz.

Рисунок 1. Вид простой патч-антенны в разрезе

В патч-антеннах в основном используются пластины квадратной, прямоугольной, круговой или эллиптической формы. Однако, возможно использование и любых других сплошных (непрерывных) форм. Патч-антенны характеризуются механической прочностью и могут иметь форму, соответствующую изогнутой поверхности транспортного средства. Такие антенны устанавливаются на внешних поверхностях самолетов или космических аппаратов, а также встраиваются в мобильные устройства радиосвязи. Они обладают высокой поляризационной избирательностью и могут использоваться для нескольких точек питания.

Достоинства

• Высокая точность изготовления за счет использования технологии фотопечати.
• Легкость интеграции с другими устройствами.
• Малые размера антенны подходят для портативных переносных устройств.
• Возможно получение высокого коэффициента направленного действия за счет применения микрополосковых решеток.
• Решетка патч-антенн может использоваться для получения диаграммы направленности, которую трудно сформировать с использованием одноэлементной антенны.
• В комбинации с фазовращателями и переключателями на pin-диодах могут использоваться для разработки интеллектуальных антенн (смарт-антенн).

Рисунок 2. Микрополосковая антенная решетка морского навигационного FMCW-радиолокатора X-диапазона

Недостатки

• Узкая рабочая полоса частот (1%), в то время как для мобильных устройств требуется 8%.
• Невысокая эффективность, в особенности, для короткозамкнутых микрополосковых антенн.
• Сложность реализации некоторых способов питания (апертурный, бесконтактный).
• Для решеток необходима сеть питающих линий, влияние которых снижает эффективность антенны, поскольку питающие линии находятся на том же уровне, что и антенные элементы.

Микрополосковые антенны появились в 1980-х годах. Изначально это была военная разработка, поэтому стоимость не имела решающего значения. В 1990-х эта технология была также адаптирована для устройств связи как низкозатратная технология. Однако эффективность микрополосковых решеток оставалась ниже, чем рефлекторных антенн. Далее приводится сравнение основных свойств антенн этих двух типов.

Микрополосковые антенны

• предпочтительны для задач, где не требуется высокая направленность;
• имеет меньшую эффективность;
• одним из факторов снижения эффективности является наличие сети линий питания;
• подходят для смарт-антенн; в комбинации с фазовращателями обеспечивают электронное сканирования;
• большая точность в изготовлении за счет использования фотопечати;
• питание осуществляется при помощи двухпроводных или коаксиальных линий.

Рефлекторные антенны

• предпочтительны для задач, где требуется высокая направленность;
• меют высокую эффективность;
• лементы крепления облучателя снижают эффективность антенны;
• используется механическое сканирование;
• меньшая точность изготовления; иногда поверхность отражателя имеет неровности;
• требуют использования других антенн (дипольных, вибраторных, апертурных и т.д.) в качестве облучателя.

Конструкция антенны

Простейшая патч-антенна представляет собой квадратный лепесток со стороной, равной половине длины волны, расположенный над большей по размеру пластиной земли. Чем больше пластина земли, тем лучше направленность антенны и больше ее габариты. Нередко пластину земли делают лишь немногим больше лепестка. Ток протекает в том же направлении, что и фидер, так, что векторный потенциал и, соответственно, электрическое поле следуют за током, как обозначено на рисунке стрелкой E . Простая патч-антенна излучает линейно поляризованную волну. Ее излучение может быть рассмотрено как излучение двух щелей по краям антенны или, эквивалентно, как результат протекания тока в лепестке и пластине земли.

Коэффициент усиления

Коэффициент усиления прямоугольной микрополосковой патч-антенны с воздушным диэлектриком может быть грубо оценен следующим образом. Поскольку длина лепестка равна половине длины волны, лепесток можно представить как полуволновой диполь, что дает около 2 дБ усиления в вертикальной оси лепестка. Если лепесток квадратный, его можно рассматривать как два полуволновых диполя, разнесенных на четверть длины волны, что дает еще 2-3 дБ усиления. Пластина земли экранирует излучение с обратной стороны антенны и сокращает среднюю по объему излучаемую мощность вдвое, что дает еще 2-3 дБ. Сложив все вместе, получим коэффициент усиления патч-антенны, равный 7-9 дБ, что неплохо согласуется с более строгими оценками.

Диаграмма направленности

Типичная диаграмма направленности линейно-поляризованной патч-антенны на 900 МГц показана ниже . Об этом говорит сайт https://intellect.icu . На рисунке показано сечение в горизонтальной плоскости. Диаграмма направленности в вертикальной плоскости похожа, но не идентична. Масштаб графика логарифмический, так что, например, мощность, излучаемая в направлении 180° (90° влево от вертикальной оси) на 15 дБ меньше мощности основного лепестка. Ширина основного лепестка около 65°, коэффициент услиения в направлении луча 9 dBi. Бесконечно большая пластина земли полностью экранирует заднюю полусферу (от 180° до 360°), однако, пластина земли реальной антенны имеет конечные размеры. Поэтому мощность излучения в обратном направлении (задний лепесток диаграммы направленности) меньше мощности излучения основного лепестка всего лишь примерно на 20 дБ.

Полоса пропускания

Ширина полосы пропускания патч-антенны сильно зависит от расстояния между лепестком и землей. Чем ближе лепесток к земле, тем меньше энергии излучается и больше запасается в емкости и индуктивности и тем выше добротность антенны. Грубо, полосу пропускания антенны можно оценить по формуле:

где — расстояние от лепестка до земли, — ширина лепестка (обычно половина длины волны), — импеданс воздушного промежутка между лепестком и землей, а — сопротивление излучения антенны. Относительная полоса пропускания антенны линейно зависит от ее толщины. Характерное значение импеданса воздушного промежутка 377 Ом, а сопротивления излучения 150 Ом, что позволяет упростить формулу [источник не указан 3062 дня] :

Для квадратного лепестка на 900 МГц, будет приблизительно 16 см. Толщина антенны в 1,6 см даст относительную ширину полосы пропускания в 1,2(1,6/16) ≈ 12 %, или 120 МГц.

Патч-антенны легко изготавливать печатным способом. В этом случае они получаются немного компактнее, но, поскольку их толщина меньше, полоса пропускания также уменьшается из-за увеличения добротности. Таким образом, полоса пропускания антенны обратно пропорциональна квадратному корню из эффективной диэлектрической проницаемости подложки. Также очевидно, что полоса пропускания расширяется с увеличением толщины подложки. Характерная ширина полосы пропускания печатной патч-антенны составляет единицы процентов. Часто, пластина земли реальных патч-антенн лишь немного больше лепестка, что также уменьшает эффективность. Способ возбуждения антенны также влияет на ее полосу пропускания.

Прямоугольные (не квадратные) антенны могут быть использованы для получения веерной диаграммы направленности, у которой ширина вертикального и горизонтального лепестков существенно различаются. Кроме квадратных, могут также использоваться круглые или многоугольные лепестки. Расчет излучающих характеристик таких антенн значительно сложнее.

Круговая поляризация

Возможно изготовить патч-антенну с круговой поляризацией. Один из способов, питать обычный квадратный лепесток из двух точек, отстающих по фазе на 90°. В этом случае, когда, скажем, вертикальный ток максимален, горизонтальный ток равен 0. Четверть цикла спустя, ситуация становится обратной и поле становится горизонтальным. Излучаемое поле будет вращаться во времени, таким образом его поляризация будет круговой. Меняя величину фазового сдвига между двумя точками питания, можно добиться любой поляризации, от линейной до круговой. Другой способ добиться круговой поляризации, это питать квадратный лепесток из одной точки, но прорезать в нем асимметричную щель или отверстие иной формы для того чтобы сместить направление тока. Стоит отметить, что хотя дисковые лепестки и могут использоваться для такой техники, они не обязательно имеют круговую поляризацию. Например, симметричный дисковый лепесток, питаемый в одной точке, излучает линейно поляризованные волны. Наконец, если почти квадратный лепесток, у которого длина немногим больше, а ширина немногим меньше половины длины волны питать в точке угла, то поляризация его излучения будет круговой.

Микрополосковая антенна — Microstrip antenna

Микрополосковая антенная решетка для приемника спутникового телевидения .

Схема структуры питания микрополосковой антенной решетки.
В телекоммуникациях микрополосковая антенна (также известная как печатная антенна ) обычно означает антенна изготовлена ​​с использованием фотолитографических технологий на печатной плате (печатная плата). Это своего рода внутренняя антенна. В основном они используются на микроволновых частотах . Индивидуальная микрополосковая антенна состоит из участка металлической фольги различной формы (патч-антенна ) на поверхности печатной платы (печатная плата ) с металлической фольгой плоскость заземления на другой стороне платы. Большинство микрополосковых антенн состоят из нескольких участков в двумерной решетке. Антенна обычно подключается к передатчику или приемнику через фольговые микрополосковые линии передачи . Ток радиочастоты прикладывается (или в приемных антеннах вырабатывается принятый сигнал) между антенной и заземляющим слоем. Микрополосковые антенны стали очень популярными в последние десятилетия из-за их тонкого плоского профиля, который может быть встроен в поверхности потребительских товаров, самолетов и ракет; простота их изготовления с использованием печатных плат технологий; простота интеграции антенны на одной плате с остальной частью схемы и возможность добавления активных устройств, таких как микроволновые интегральные схемы , к самой антенне, чтобы сделать активными антеннами

Патч-антенна

Наиболее распространенным типом микрополосковой антенны является патч-антенна . Также возможны антенны, использующие заплатки в качестве составных элементов в массиве. Патч-антенна представляет собой узкополосную широколучевую антенну, изготовленную путем травления рисунка антенного элемента на металлической дорожке, прикрепленной к изолирующей диэлектрической подложке, такой как печатная плата , со сплошным металлическим слоем, прикрепленным к противоположной стороне подложки, которая образует плоскость заземления . Обычные формы микрополосковых антенн — квадратные, прямоугольные, круглые и эллиптические, но возможна любая непрерывная форма. Некоторые патч-антенны не используют диэлектрическую подложку, а вместо этого сделаны из металлической накладки, установленной над заземляющим слоем с использованием диэлектрических прокладок; в результате структура менее прочная, но имеет более широкую полосу пропускания . Поскольку такие антенны имеют очень низкий профиль, обладают механической прочностью и могут иметь форму, соответствующую изгибам обшивки транспортного средства, они часто устанавливаются снаружи самолетов и космических кораблей или встраиваются в мобильную радиостанцию ​​устройства связи.

Преимущества

Микрополосковые антенны относительно недороги в производстве и проектировании из-за простой двухмерной физической геометрии. Обычно они используются на UHF и более высоких частотах, поскольку размер антенны напрямую связан с длиной волны на резонансной частоте . Одиночная патч-антенна обеспечивает максимальное направленное усиление около 6-9 дБи . Относительно легко напечатать массив пятен на одной (большой) подложке с использованием литографических методов. Массивы патчей могут обеспечить гораздо больший выигрыш, чем один патч, при небольших дополнительных затратах; согласование и регулировка фазы могут быть выполнены с помощью печатных микрополосковых структур подачи, опять же в тех же операциях, которые формируют излучающие пятна. Возможность создания решеток с высоким коэффициентом усиления в низкопрофильной антенне является одной из причин того, что патч-массивы широко распространены в самолетах и ​​других военных приложениях.

Такая матрица патч-антенн представляет собой простой способ сделать фазированную решетку антенн с возможностью динамического формирования луча.

Преимущество, присущее Патч-антенны — это способность иметь поляризационное разнесение. Патч-антенны могут быть легко сконструированы с вертикальной, горизонтальной, правой круговой (RHCP) или левой круговой (LHCP) поляризацией, используя несколько точек питания или одну точку питания с асимметричными структурами контактов. Это уникальное свойство позволяет использовать патч-антенны во многих типах каналов связи, к которым могут предъявляться различные требования.

Прямоугольный участок

Наиболее часто используемая микрополосковая антенна представляет собой прямоугольный участок, который выглядит как усеченная микрополосковая линия передачи. Это примерно половина длины волны. Когда в качестве диэлектрической подложки используется воздух, длина прямоугольной микрополосковой антенны составляет примерно половину длины волны в свободном пространстве . Поскольку антенна загружена диэлектриком в качестве подложки, длина антенны уменьшается по мере увеличения относительной диэлектрической проницаемости подложки. Резонансная длина антенны немного короче из-за протяженных электрических «окаймляющих полей», которые немного увеличивают электрическую длину антенны. Ранняя модель микрополосковой антенны представляет собой участок микрополосковой линии передачи с эквивалентными нагрузками на обоих концах для представления потерь излучения.

Технические характеристики

Диэлектрическая нагрузка микрополосковой антенны влияет как на диаграмму направленности, так и на ширину полосы импеданса. По мере увеличения диэлектрической проницаемости подложки ширина полосы пропускания антенны уменьшается, что увеличивает добротность антенны и, следовательно, уменьшает ширину полосы импеданса. Эта взаимосвязь не сразу прослеживается при использовании модели линии передачи антенны, но становится очевидной при использовании модели резонатора, которая была представлена ​​в 1973 году Ито и Миттра. Излучение прямоугольной микрополосковой антенны можно понимать как пару эквивалентных щелей. Эти прорези действуют как матрица и имеют самую высокую направленность, когда антенна имеет воздушный диэлектрик, и уменьшается, когда ее заменяют диэлектрической подложкой с увеличением относительной диэлектрической проницаемости.

Полуволновая прямоугольная микрополосковая антенна имеет виртуальную замыкающую плоскость по центру. Ее можно заменить физической закорачивающей плоскостью, чтобы создать четвертьволновую микрополосковую антенну. Иногда это называют полу-патчем. Антенна имеет только один край излучения (эквивалентный слот), что снижает направленность / усиление антенны. Полоса пропускания импеданса немного ниже, чем полуволны полного патча, так как связь между излучающими краями устранена.

Другие типы

Другой тип патч-антенны — это планарная перевернутая f-антенна (PIFA). PIFA широко используется в сотовых телефонах (мобильных телефонах) как встроенная структура. Эти антенны являются производными от четвертьволновой полупатч-антенны. Уменьшается длина закорачивающей плоскости полупетча, что снижает резонансную частоту. Он отличается низким профилем и приемлемыми характеристиками SAR. Эта антенна напоминает перевернутую букву F, что объясняет название PIFA. Он популярен как компактная антенна с всенаправленной диаграммой направленности.

Часто антенны PIFA имеют несколько ответвлений для резонанса в различных диапазонах сотовой связи. В некоторых телефонах используются заземленные паразитные элементы для улучшения характеристик полосы излучения.

Сложенная перевернутая конформная антенна (FICA)

Сложенная перевернутая конформная антенна (FICA) имеет некоторые преимущества по сравнению с PIFA, поскольку она позволяет лучше повторно использовать объем.

Дефектная структура заземления Интегрированная в (DGS ) микрополосковая заплатка была популярна для множества целей. Этот метод вводит ограниченное количество щелей небольшого размера, называемых «дефектами» на плоскости заземления под патчем, и потенциально способен улучшить его свойства как в дальнем, так и в ближнем поле. Это было задумано и представлено в 2005 году Дебатошем Гуха и группой для управления кросс-поляризованным излучением без дополнительных компонентов, объема, веса или стоимости. Техника достаточно продвинута, чтобы уменьшить кросс-поляризованное излучение даже в диагональных плоскостях микрополоскового пятна. Метод DGS одинаково эффективен для уменьшения взаимной связи в больших массивах микрополосков и, следовательно, смягчения проблемы слепоты сканирования лучей радара. Метод DGS оказался очень привлекательным для применения в воздухе.

Типы антенн — Antenna types

В радиосистемах используется множество различных типов антенн со специальными свойствами для конкретных Приложения. Антенны можно классифицировать по-разному. В приведенном ниже списке сгруппированы антенны в соответствии с общими принципами работы, аналогично тому, как антенны классифицируются во многих инженерных учебниках.

Дипольные, монопольные, антенные решетки и большие рамочные антенны, указанные ниже, обычно работают как резонансные антенны; волны тока и напряжения подпрыгивают между концами, создавая стоячие волны вдоль элементов. Апертурные антенны могут быть резонансными или нет. Антенны бегущей волны нерезонансного типа, волны тока и напряжения распространяются в одном направлении вдоль элементов антенны.

Изотропная

Изотропная антенна (изотропный излучатель ) — это гипотетическая антенна, излучающая сигнал одинаковой мощности во всех направлениях. Это математическая модель , которая используется в качестве основы для сравнения для вычисления направленности или усиления реальных антенн. Никакая настоящая антенна не может иметь изотропную диаграмму направленности, но изотропная диаграмма направленности служит эталоном для сравнения интенсивности излучения других антенн, независимо от типа.

«изотропную антенну» не следует путать с «всенаправленной антенной »; изотропная антенна излучает одинаковую мощность во всех трех измерениях, в то время как всенаправленная антенна излучает одинаковую мощность во всех горизонтальных направлениях, при этом излучаемая мощность изменяется с углом места, но уменьшается до нуля по вертикальной оси антенны.

Почти изотропные антенны могут быть сконструированы с использованием множества небольших элементов и использоваться в качестве эталонных антенн для тестирования других антенн и для измерения напряженности поля, а также для резервных антенн на спутниках, которые работают без ориентации спутника на станцию ​​связи..

Диполь

• 

«Кроличьи уши» вариант диполя для приема телевидения УКВ

Двухэлементная антенна турникета для приема метеоспутниковой информации, 137 МГц. Имеет круговую поляризацию.

Угловой отражатель ТВ-антенна УВЧ с дипольным элементом типа «бабочка» в центре

— Две дипольные антенны, установленные под прямым углом, питаются с разностью фаз 90 °. Эта антенна необычна тем, что излучает во всех направлениях (нет нулей в диаграмме направленности), с горизонтальной поляризацией в направлениях, компланарных элементам, круговой поляризацией, перпендикулярной этой плоскости, и эллиптическая поляризация в других направлениях. Используется для приема сигналов со спутников, так как круговая поляризация передается многими спутниками. — направленная антенна с умеренным усилением около 8 дБи, часто используемая на частотах УВЧ. Состоит из диполя, установленного перед двумя отражающими металлическими экранами, соединенными под углом, обычно 90 °. Используется в качестве телевизионной антенны УВЧ на крыше и для каналов передачи данных точка-точка. (микрополосковая ) — тип антенны с элементами, состоящими из металлических листов, установленных над заземляющим слоем. Аналогичен диполю с усилением 6–9 дБи. Встраивается в такие поверхности, как корпуса самолетов. Их простое изготовление с использованием методов PCB сделало их популярными в современных беспроводных устройствах. Часто объединяются в массивы.

Монопольная

• 

Четвертьволновая штыревая антенна на FM-радио на 88-108 МГц

Резиновая антенна на УВЧ 446 МГц рация- радиостанция со снятой резиновой крышкой.

УКВ антенна на земле

T-антенна любительской радиостанции высотой 80 футов, используемая на частоте 1,5 МГц.

Сложенный униполь с проводами, соединенными в середине мачты

A монопольная антенна состоит одиночного проводника, такого как металлический стержень, обычно устанавливаемый над землей или искусственной проводящей поверхностью (так называемая плоскость заземления ). Одна сторона фидерной линии от приемника или передатчика подключена к проводнику, а другая сторона — к заземлению или искусственной заземляющей пластине. Радиоволны, отраженные от плоскости земли, похоже, исходят от антенны, расположенной под землей, при этом монополь и его изображение образуют диполь, поэтому диаграмма направленности монопольной антенны идентична верхней половине антенны. диаграмма аналогичной дипольной антенны. Поскольку все эквивалентное излучение диполя сосредоточено в полупространстве, антенна имеет в два раза (увеличение на 3 дБ) усиление аналогичного диполя, не считая потерь в плоскости заземления.

Наиболее распространенной формой является четвертьволновой монополь, длина которого составляет одну четверть длины волны , и имеет коэффициент усиления 5,12 дБи при установке над поверхностью заземления.. Монополи имеют всенаправленную диаграмму направленности, поэтому они используются для широкого охвата территории и имеют вертикальную поляризацию. земные волны, используемые для вещания на низких частотах, должны быть вертикально поляризованными, поэтому для вещания в диапазонах MF, LF и VLF используются большие вертикальные монопольные антенны. Небольшие монополи используются в качестве ненаправленных антенн в портативных радиостанциях в диапазонах HF, VHF и UHF.

— Тип антенны, используемой в мобильных и портативных радиостанциях в диапазонах VHF и UHF, таких как бумбоксы, состоит из гибкого стержня, часто сделанного из телескопических сегментов. — Наиболее распространенная антенна, используемая в портативных радиостанциях двусторонней связи и беспроводных телефонах из-за своей компактности, состоит из электрически короткого провода спираль. Спираль добавляет индуктивность, чтобы нейтрализовать емкостное реактивное сопротивление короткого излучателя, делая его резонансным. Очень низкий коэффициент усиления. — штыревая антенна с несколькими стержнями, идущими горизонтально от основания штыря, прикрепленными к заземленной стороне фидерной линии. Поскольку кнуты устанавливаются над землей, горизонтальные стержни образуют искусственную плоскость заземления под антенной для увеличения ее усиления. Используется в качестве антенн базовой станции для наземных систем мобильной радиосвязи, таких как диспетчеры полиции, скорой помощи и такси. — радиомачта, в которой служит сама конструкция башни как антенна. Обычная форма передающей антенны для AM-радиостанций и других MF и LF передатчиков. В основании мачта обычно, но не обязательно, устанавливается на керамический изолятор, чтобы изолировать ее от земли. — это модифицированная мачтовая антенна, обычно заземленная на своем основание, дополненное одним или несколькими параллельными тросами, называемыми «юбочными тросами», которые прикрепляются к мачте на полпути вверх по антенне. Юбки-тросы можно прикреплять на любой высоте между частичным подъемом и верхом мачты. На один или несколько проводов юбки подается сигнал, аналогичный гамма-согласованию. Количество и относительная толщина мачты и тросов юбки регулирует величину импеданса в точке питания. Кроме того, питаемый провод (и) и мачта образуют вертикально выровненную петлю, которая индуктивно нагружает антенну, причем индуктивность регулируется высотой точки крепления. — Состоит из длинного горизонтального провода, подвешенного между двумя опорами с изоляторами, с вертикальным проводом, свисающим с него, прикрепленного к фидерной линии к приемнику или передатчику. Используется на диапазонах LF и VLF. Вертикальный провод служит радиатором. Поскольку на этих частотах вертикальный провод электрически короткий, намного короче четверти длины волны, горизонтальный провод (и) служит емкостной «шляпой» для увеличения тока в вертикальном излучателе, увеличивая коэффициент усиления. Очень узкая полоса пропускания, требуется нагрузочная катушка для отключения оставшегося емкостного реактивного сопротивления. Требуется низкое сопротивление земля. — Сочетает в себе преимущества компактности перевернутой L-антенны и хорошего согласования антенны F-типа. Антенна заземлена в основании и запитана в какой-то промежуточной точке. Положение точки питания определяет импеданс антенны. Таким образом, согласование может быть достигнуто без необходимости в отдельной сети согласования . — очень большие проводные передающие антенны, используемые в VLF диапазонах. Состоит из центральной мачты мачты с радиатором, прикрепленной вверху к множеству проводов, идущих радиально от мачты к земле, как палатка или зонтик, с изоляцией на концах. Чрезвычайно узкая полоса пропускания, требует большой нагрузочной катушки и низкого сопротивления противовеса заземления. Используется для военной связи на больших расстояниях.

Решетка

• 

Яги – Уда телевизионных антенн для аналоговых каналов 2 -4, 47-68 МГц

Секторные антенны (белые полосы) на вышке сотовой связи. Коллинеарные массивы диполей излучают плоский веерообразный луч.

Отражающая решетка ТВ-антенна УВЧ, с диполями типа «бабочка» для покрытия диапазона УВЧ 470–890 МГц

ВВС США PAVE PAWS фазированная антенная решетка РЛС для баллистических Обнаружение ракет, Аляска. Каждая из двух круглых решеток состоит из 2677 скрещенных дипольных антенн.

Занавесная решетка коротковолновая передающая антенна, Австрия. Проволочные диполи, подвешенные между башнями

Телевизионная радиовещательная антенна «крыло летучей мыши» с четырьмя отсеками, Германия.

Решетчатые антенны состоят из нескольких простых антенн, работающих вместе как одна составная антенна. Бортовые решетки состоят из множества идентичных управляемых элементов, обычно диполей, питаемых синхронно, излучающих луч, перпендикулярный плоскости антенны. Массивы Endfire питаются не в фазе, при этом разность фаз соответствует расстоянию между ними; они излучают в плоскости антенны. Паразитные решетки состоят из множества антенн, обычно диполей, с одним управляемым элементом и остальными паразитными элементами, которые излучают луч вдоль линии антенн.

— состоит из нескольких диполей, расположенных по вертикальной линии. Это всенаправленная антенна с высоким коэффициентом усиления, что означает, что большая часть мощности излучается в горизонтальных направлениях и меньше тратится на излучение вверх в небо или вниз на землю. Коэффициент усиления 8–10 дБи. Используется в качестве антенн базовых станций для наземных мобильных радиосистем, таких как диспетчеры полиции, пожарной охраны, скорой помощи и такси, и секторных антенн для базовых станций сотовой связи.

— Одна из наиболее распространенных направленных антенн на частотах HF, VHF и UHF. Состоит из нескольких полуволновых дипольных элементов в линии, с одним управляемым элементом и множеством паразитных элементов, которые служат для создания однонаправленной или лучевой антенны.. Обычно они имеют усиление от 10 до 20 дБи в зависимости от количества используемых элементов, и имеют очень узкую полосу (с полезной полосой пропускания всего несколько процентов), хотя существуют производные конструкции, которые ослабляют это ограничение. Используется для крышных телевизионных антенн, соединений точка-точка и междугородной коротковолновой связи с использованием небесной волны («пропуск») отражения от ионосферы.

— Часто путают с Яги-Уда, она состоит из множества дипольных элементов, расположенных вдоль стрелы с постепенно увеличивающейся длиной, и все они подключены к линии передачи с переменной полярностью. Это направленная антенна с широкой полосой пропускания. Это делает ее идеальной для использования в качестве телевизионной антенны на крыше, хотя ее усиление намного меньше, чем у Yagi сопоставимого размера.

— Несколько диполей в двумерной решетке, установленных перед плоским отражающим экраном.. Используется для передающих и приемных антенн РЛС и УВЧ-телевидения.

— антенна с высоким коэффициентом усиления, используемая на частотах УВЧ и СВЧ, с электронным управлением. Он состоит из множества диполей в двумерной матрице, каждый из которых питается через электронный фазовращатель , причем фазовращатели управляются компьютерной системой управления. Луч можно мгновенно направить в любом направлении под большим углом перед антенной. Используется для военных радаров и систем подавления.

— большая направленная проводная передающая антенна, используемая на ВЧ коротковолновыми радиовещательными станциями. Он состоит из вертикального прямоугольного массива проволочных диполей, подвешенных перед плоским отражающим экраном, состоящим из вертикальной «завесы» из параллельных проводов, поддерживаемых между двумя металлическими опорами. Он излучает горизонтальный луч радиоволн в небо над горизонтом, который отражается ионосферой на Землю за горизонтом.

• Полуквадратная антенна — пара изолированных от земли четвертьволновых вертикальных монополей, вершины которых соединены линией длиной в полдлины волны. Вертикали являются радиаторами и функционируют как двухэлементный массив, похожий на занавеску бобтейл. Структура имеет форму греческой буквы Π (не путать с полуконтурной антенной, описанной ниже). Соединительный провод «сверху-вверх» служит фазированной линией питания или вспомогательным питанием, которое помещает точку максимального тока в верхнюю часть каждого монополя. Ни один из монопольных элементов не имеет проводного соединения с землей под ним. Монополи с верхним питанием производят сильный сигнал ниже горизонта, в отличие от обычных монополей с нижним питанием. Точка питания комбинированной системы может быть размещена в любом из нескольких мест.

или superturnstile — специализированная антенна, используемая в телевизионном вещании, состоящая из перпендикулярных пар диполей с излучателями, напоминающими крылья летучей мыши. Несколько антенн типа «крыло летучей мыши» уложены вертикально на мачте для изготовления антенн для телевещания в диапазоне УКВ. Всенаправленная диаграмма направленности с высоким коэффициентом усиления в горизонтальных направлениях. Форма крыла летучей мыши дает им широкую полосу пропускания.

— массив патч-антенн на подложке, питаемой от микрополосковых фидерных линий. Антенна СВЧ, позволяющая добиться большого усиления в компактном пространстве. Простота изготовления с помощью технологий PCB сделала их популярными в современных беспроводных устройствах. Ширина луча и поляризация могут активно изменяться.

Петлевая

Ферритовая рамочная антенна от радиовещания AM, длиной около 4 дюймов (10 см). Антенна индуктивная и вместе с переменным конденсатором образует настроенную цепь на входном каскаде приемника. Рамочная антенна для передачи на высоких частотах, диаметр 2 м Отдельная рамочная антенна для AM-радио Двухэлементная четырехугольная антенна, используемая любительской радиостанцией

Рамочные антенны состоят из петли (или катушки ) из проволоки. Рамочные антенны взаимодействуют непосредственно с магнитным полем радиоволны, а не с его электрическим полем, что делает их относительно нечувствительными к электрическим шумам в пределах примерно четверти длины волны антенны. По сути, существует две широкие категории рамочных антенн: большие петли (или двухполупериодные петли) и маленькие петли. Только одна конструкция, антенна «гало», которую обычно называют петлей, не подходит ни к большой, ни к малой категории петель.

Большие контуры

Полные контуры имеют самую высокую радиационную стойкость и, следовательно, самый высокий КПД среди всех антенн: их радиационное сопротивление составляет несколько сотен Ом, тогда как диполи и монополи составляют десятки Ом, а маленькие петли — несколько Ом или даже доли Ом.

— Петли с периметром полной длины волны, двух длин волн или любого целого числа, кратного полной длине волны. длины волны, естественно резонансны и действуют подобно двухволновым или многоволновым диполям. Когда необходимо отличить их от небольших петель, они называются «двухполупериодными» петлями.

— Хотя «четверка» может относиться к одной четырехугольной петле, этот термин обычно относится к двум или больше петель, сложенных рядом; На первый взгляд квадроциклы напоминают раму кайта . Один контур в квадрате подключен к фидерной линии и функционирует как драйвер для антенны и является основным излучателем сигнала, в то время как другие являются паразитным элементом, которые действуют как резонаторы, увеличивая Четырехканальные антенны работают аналогично антеннам Яги-Уда, сделанным с помощью петель, и аналогично используются в качестве направленных антенн на HF диапазонах для коротковолновой связи. Иногда их предпочитают для более длинных волн, потому что (если они квадратные) они вдвое меньше ширины Yagi.

• Half-loop — Наземная верхняя половина полноволновой рамочной антенны (не путать с половинной петлей). квадратный массив). Полная петля разрезается в двух противоположных точках по ее периметру, а нижняя половина опускается. Она имеет форму греческой буквы Π или перевернутой заглавной буквы U и является аналогом рамочной антенны монопольной антенны, установленной на земле. Как и у вертикального монополя, недостающая нижняя половина антенны заменяется изображением на плоскости земли. Полуконтурная антенна, имеющая форму половины квадрата, может работать либо как рамочная антенна, либо, на первой гармонике, как дипольная антенна, концы которой загнуты и заземлены, в зависимости от формы и расположения источника питания.

Между

— петли, которые составляют ровно одну половину длины волны по периметру — с небольшим зазором в петле — называются «гало-антеннами » и промежуточные по форме и функциям между малыми и большими петлями. Их часто описывают как полуволновой диполь, свернутый в круг, а не как настоящую рамочную антенну.

Маленькие петли

Большим недостатком любой маленькой антенны, включая маленькие петли, является очень маленькое сопротивление излучения — обычно намного меньше, чем сопротивление потерь, что делает небольшие петли неэффективными для передачи. Однако небольшие петли являются очень эффективными приемными антеннами, особенно на низких частотах, где все возможные антенны «малы» по сравнению с длиной волны.

— Если периметр петли меньше половины длины волны, петлю необходимо каким-то образом изменить, чтобы сделать ее резонансной, если резонанс необходим. Маленькие петли называются «магнитными петлями », а если они модифицированы для резонанса, они также называются «настроенными петлями». Их направленность и эффективность излучения резко отличаются от полноволновых петель. Малые петли широко используются в качестве компактных пеленгаторных антенн.

— петельные антенны являются всенаправленными вокруг своих осей и являются первоклассными примерами малых рамочных антенн. Они являются магнитным аналогом короткой дипольной антенны. Они используются в качестве приемной антенны в большинстве бытовых AM-радиостанций, работающих в средневолновом диапазоне вещания (и более низких частотах). Проволока намотана вокруг ферритового сердечника, что значительно увеличивает индуктивность катушки и ее эффективную площадь захвата сигнала. Диаграмма направленности максимальна в направлениях, перпендикулярных ферритовому стержню. Нулевое направление антенн с ферритовым сердечником является двунаправленным и намного более резким, чем максимальная направленность. Это часто делает направление нуля более полезным для определения местоположения источника сигнала, чем направление самого сильного сигнала. Нулевое направление малых контуров также можно использовать для подавления нежелательных сигналов от создающей помехи станции или источника шума.

Коническая

— это дипольоподобная антенна, состоящая из двух конусов, ориентированных вдоль одной оси. и ориентированная кончик к кончику.

• — двумерная (плоская) биконическая антенна.

представляет собой половину биконической формы с плоским диском, установленным над конусом

Апертура

• 

НАСА Кассегрена параболическая антенна связи космического корабля, Австралия. Использует диапазон X, 8–12 ГГц. Чрезвычайно высокое усиление

СВЧ рупорная антенна ширина полосы 0,8–18 ГГц

Патч-антенна

Патч-антенна (от англ. patch — заплатка, в русскоязычной литературе используется термин полосковая антенна) — тип слабонаправленной антенны диапазонов УВЧ и СВЧ. Патч-антенна состоит из тонкой плоской металлической пластины («пятачка»), расположенной на малом (0.01…0.1λ) расстоянии параллельно плоскому металлическому экрану. Зазор между пятачком и экраном может быть заполнен слоем диэлектрика (ε = 2.5…10, tgδ = 10-3…10-2), а сама антенна изготавливаться по технологии печатных плат (микрополосковая или печатная патч-антенна). Как правило, пятачок имеет прямоугольную форму, причем расстояние между излучающими сторонами прямоугольника (т. е. длина неизлучающих сторон) близка к половине рабочей длины волны (с учётом ε).

Питание осуществляется штырем, проходящим сквозь экран (например, являющимся продолжением сигнального проводника коаксиальной линии) и смещенным от центра прямоугольника в сторону одной из его излучающих сторон, либо микрополосковой линией, сигнальный проводник которой расположен в плоскости пятачка и подходит к одной из его излучающих сторон. В обоих случаях возбуждающие проводники электрически соединяются с пятачком. Известен также электродинамический способ возбуждения пятачка через щель в экране. Поляризация излучаемой электромагнитной волны в направлении нормали к пятачку близка к линейной, известные технические решения позволяют формировать волну и с круговой поляризацией. Патч-антенна простейшей конструкции узкополосна ( Подробнее: Антенно-фидерные устройства

Эллипсометрия — высокочувствительный и точный поляризационно-оптический метод исследования поверхностей и границ раздела различных сред (твердых, жидких, газообразных), основанный на изучении изменения состояния поляризации света после взаимодействия его с поверхностью границ раздела этих сред.

Бесконтактный датчик, также сенсорный выключатель (англ. proximity sensor) — позиционный выключатель, срабатывающий без механического соприкосновения с подвижной частью (машины). Позиционный выключатель — автоматический выключатель цепей управления, механизм управления которого приводится в действие при достижении подвижной частью машины заданного положения.Отсутствие механического контакта между воздействующим объектом и чувствительным элементом обеспечивает ряд специфических свойств устройства.

Преобразователь частоты — электрическая цепь, осуществляющая преобразование частоты и включающая гетеродин, смеситель и полосовой фильтр (в отдельных случаях полосовой фильтр может отсутствовать).

Сверхширокополосные (СШП) сигналы — радиосигналы (СВЧ-сигналы) со «сверхбольшой» шириной полосы частот. Применяются для сверхширокополосной радиолокации и беспроводной сверхширокополосной радиосвязи.

Пилот-сигнал (пилот-тон) — сигнал с априорно известными на приёмной стороне параметрами (например, определённой частоты).

Резона́тор Фабри́ — Перо́ — является основным видом оптического резонатора и представляет собой два соосных, параллельно расположенных и обращенных друг к другу зеркала, между которыми может формироваться резонансная стоячая оптическая волна. В лазерах одно из зеркал делается обычно более пропускающим для преимущественного вывода излучения в этом направлении.

Волоко́нно-опти́ческое измере́ние температу́ры (английский вариант DTS = Distributed Temperature Sensing) — применение оптоэлектронных приборов для измерения температуры, в котором стеклянные волокна используются в качестве линейных датчиков.

Антенна «волновой канал», известная также как антенна Яги-Уда, или антенна Яги (англ. Yagi antenna), — антенна, состоящая из расположенных вдоль линии излучения параллельно друг другу активного и нескольких пассивных вибраторов. Волновой канал относится к классу антенн бегущей волны. В советской литературе применялось название «волновой канал», которое и осталось распространённым в русскоязычной литературе; в англоязычной литературе используют названия по именам изобретателей.

Частотоме́р — радиоизмерительный прибор для определения частоты периодического процесса или частот гармонических составляющих спектра сигнала.

Ваттметр (ватт + др.-греч. μετρεω — «измеряю») — измерительный прибор, предназначенный для определения мощности электрического тока или электромагнитного сигнала.

Гамма — монофоническая лампово-полупроводниковая радиола со встроенной цветомузыкальной установкой производства Муромского завода радиоизмерительных приборов.

Са́зер (англ. saser, сокр. от Sound Amplification by Stimulated Emission of Radiation, также называется звуковым, фононным или акустическим лазером) — генератор когерентных звуковых волн определённой частоты. Обычно частота излучения сазера лежит в области от нескольких МГц до 1 ТГц.

Фа́зовый дете́ктор, фазовый компара́тор (ФД) — электронное устройство, сравнивающее фазы двух входных сигналов равных или близких частот.

Фурье-спектрометр — оптический прибор, используемый для количественного и качественного анализа содержания веществ в газовой пробе.

Стереодеко́дер (от др.-греч. στερεός — твёрдый, объёмный и «декодер») — узел радиоприемника или телевизора, предназначенный для выделения сигналов левого и правого канала звуковых частот из комплексного стереосигнала (КСС).

Объёмный резона́тор — устройство, основанное на явлении резонанса, в котором вследствие граничных условий возможно существование на определённых длинах волн добротных колебаний в виде бегущей или стоячей волны.

Сканирующая лазерная поляриметрия — метод измерения толщины слоя нервных волокон сетчатки при тестировании глаукомы. При реализации метода используется эффект поляризованного света.

Окно́ прозра́чности (англ. Transmission Window, Telecom Window) — диапазон длин волн оптического излучения, в котором имеет место меньшее, по сравнению с другими диапазонами, затухание излучения в среде, в частности — в оптическом волокне. Стандартное ступенчатое оптическое волокно (SMF) имеет три окна прозрачности: 850 нм, 1310 нм и 1550 нм. К настоящему времени разработаны четвёртое (1580 нм) и пятое (1400 нм) окна прозрачности, а также оптические волокна, имеющие относительно хорошую прозрачность.

Продукция

Патч-антенна представляет собой полосковую узкополосную слабонаправленную антенну, изготовленную по технологии производства печатных плат. Антенна состоит из металлизированных элементов, расположенных на диэлектрической подложке. Печатные антенны нашли широкое применение в большинстве современных электронных систем: в сотовой и спутниковой связи, в носимой электронике, смарт-системах и других продуктах для массового рынка.

• Высокая точность и простота изготовления
• Легкость интеграции с другими устройствами
• Малые размеры и вес антенны, необходимые для портативных переносных устройств
• Большие потери, особенно в мм-диапазоне длин волн
• Узкая полоса рабочих частот
• Использование в антенных решетках различных типов

Планарная секторная антенна двухполяризационная

• Диапазон рабочих частот 5.65–6.4 ГГц
• Коэффициент усиления 14–16.5 дБ
• Тип поляризации линейная
• КСВН, не более 1.8

Планарная секторная антенна

• Диапазон рабочих частот 5.6–5.9 ГГц
• Коэффициент усиления 16 дБ
• Тип поляризации линейная
• КСВН, не более 2.0

Планарная секторная антенна

• Диапазон рабочих частот 2.4–2.5 ГГц
• Коэффициент усиления 13.5 дБ
• Тип поляризации линейная
• КСВН, не более 1.6

Планарная направленная антенна

• Диапазон рабочих частот 5.6–5.9 ГГц
• Коэффициент усиления 19.5 дБ
• Тип поляризации линейная
• КСВН, не более 1.7

Планарная направленная антенна

• Диапазон рабочих частот 5.0–5.5 ГГц
• Коэффициент усиления 19.5 дБ
• Тип поляризации линейная
• КСВН, не более 1.8

Планарная направленная антенна двухполяризационная

• Диапазон рабочих частот 5.1–5.4 ГГц
• Коэффициент усиления 22.5 дБ
• Тип поляризации линейная
• КСВН, не более 1.8

Планарная направленная антенна

• Диапазон рабочих частот 2.5–2.7 ГГц
• Коэффициент усиления 20 дБ
• Тип поляризации линейная
• КСВН, не более 1.8

Планарная направленная антенна

• Диапазон рабочих частот 2.4–2.5 ГГц
• Коэффициент усиления 20 дБ
• Тип поляризации линейная
• КСВН, не более 1.8

Не нашли подходящее предложение?
Наши инженеры готовы предложить
индивидуальное решение.
Просто напишите нам!