انواع آنتن

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد

در سیستم‌های رادیویی، انواع آنتن گوناگونی با ویژگی‌های خاص برای کاربردهای خاص استفاده می‌شود. آنتن‌ها را به روش‌های مختلفی می‌توان طبقه‌بندی کرد. لیست زیر گروه‌های مختلفی از آنتن‌ها را بر اساس اصول عملیاتی مشترک، به دنبال نحوه طبقه‌بندی آنتن‌ها در بسیاری از کتاب‌های درسی مهندسی.[۱][۲][۳]

همسانگرد[ویرایش]

آنتن همسانگرد (تابش‌کننده همسانگرد) یک آنتن فرضی است که توان سیگنال هم اندازه‌ای در همه جهت‌ها تابش می‌کند. این یک مدل ریاضی است که به عنوان مبنای مقایسه برای محاسبه جهت یا بهره آنتن‌های واقعی استفاده می‌شود. هیچ آنتن واقعی نمی‌تواند الگوی تابشی همسانگرد داشته باشد، اما الگوی تابشی همسانگرد به عنوان مرجع برای مقایسه شدت تابش آنتن‌های دیگر، صرف نظر از نوع، بکار می‌رود.

دو قطبی[ویرایش]

دو قطبی آنتن نمونه‌ای است که طبقه بزرگی از آنتن‌ها برمبنای آن‌ها هستند. یک آنتن دو قطبی اساسی شامل دو هادی (معمولاً میله فلزی یا سیم) است که به‌صورت متقارن ردیف شده‌اند که یک طرف آن از خطوط انتقال متعادل از فرستنده یا یک گیرنده به هر کدام متصل‌شده‌است.[۲][۴] متداول‌ترین نوع آن دوقطبی نیم-موج است که شامل دو عنصر رزونانس در طول یک چهارم طول‌موج است. این آنتن تابشی حداکثری در جهت عمود بر محور آنتن دارد و بهره جهتی کوچک 2.15 dBi اگرچه دوقطبی‌های نیم‌موج به تنهایی به عنوان آنتن‌های همه‌کاره استفاده می‌شوند، اما آن‌ها همچنین بلوک ساختاری بسیاری از آنتن‌های جهت‌دار پیچیده دیگر هستند.

تک قطبی[ویرایش]

یک آنتن تک قطبی از یک هادی منفرد مانند میله فلزی تشکیل شده‌است، که معمولاً روی زمین یا یک سطح رسانا مصنوعی (به اصطلاح صفحه زمین) نصب می‌شود.[۲][۵] یک طرف خط انتقال از گیرنده یا فرستنده به سیم رسانا وصل می‌شود و طرف دیگر به زمین یا صفحه زمین مصنوعی. به نظر می‌رسد امواج رادیویی منعکس شده از صفحه زمین از یک آنتن مجازی زیر زمین ناشی می‌شوند، به این صورت که تک قطبی و تصویر آن یک دوقطبی تشکیل می‌دهد، بنابراین آنتن تک‌قطبی دارای الگوی تابش یکسان با نیمه بالایی دارد و با یک آنتن دوقطبی مشابه است. از آن‌جایی که تمام پرتوهای معادل دو قطبی در نیم فضا متمرکز شده‌اند ، آنتن بهره دو برابری (افزایش 3 dB) نسبت به دوقطبی مشابه، بدون در نظر گرفتن تلفات در صفحه زمین دارد.

آرایه[ویرایش]

آنتن‌های آرایه شامل چندین آنتن ساده هستند که به صورت یک آنتن مرکب با هم کار می‌کنند. آرایه‌های گسترده از چندین عنصر تحریکی (عنصری از آنتن که مستقیماً به خط انتقال متصل شده‌است) تشکیل‌شده‌است که معمولاً دوقطبی هستند که به صورت هم‌فاز تغذیه می‌شوند و یک پرتو عمود بر صفحه آنتن تابش می‌کنند. آرایه‌های سرتاب (Endfire arrays) ناهم‌فاز تغذیه می‌شوند و اختلاف فاز متناسب با فاصله بین آن‌ها است. آن‌ها درون صفحه آنتن تابش می‌کنند.[۲][۶][۷] آرایه‌های پارازیتی شامل چندین آنتن، معمولاً دوقطبی، با یک عنصر تحریکی و بقیه عناصر پارازیتی است که یک پرتو را در امتداد خط آنتن‌ها تابش می‌کنند.

  • یاگی یودا - یکی از متداول‌ترین آنتن‌های جهت‌دار در فرکانس HF ,VHF و UHF است. شامل چند قطعه عناصر دوقطبی نیم‌موج در یک خط، با یک عنصر تحریکی واحد و چند عنصر پارازیتی است که در ایجاد آنتن یک جهته یا پرتویی کمک می‌کنند. این‌ها، بسته به تعداد عناصر استفاده شده و بودن در باند بسیار باریک (با پهنای باند قابل استفاده تنها چند درصد)، معمولاً بین 10-20 دسی‌بل بهره دارند، اگرچه طرح‌های برگرفته‌ای که این محدودیت را کمتر می‌کنند، نیز وجود دارند. استفاده برای آنتن‌های تلویزیونی پشت بام، پیوندهای مخابراتی نقطه به نقطه و ارتباط موج کوتاه از راه دور با استفاده از بازتاب امواج آسمانی («بالا و پایین») از یونوسفر.

حلقه[ویرایش]

آنتن‌های حلقوی از یک حلقه (یا سیم‌پیچ) سیم تشکیل شده‌اند. آنتن‌های حلقه‌ای به‌جای میدان الکتریکی آن، مستقیماً با میدان مغناطیسی موج رادیویی تعامل دارند و باعث می‌شوند تا در حدود یک ربع موج، آنتن نسبت به نویز الکتریکی نسبتاً غیرحساس باشند.[۲][۸][۹] در اصل دو دسته گسترده آنتن حلقه‌ای وجود دارد: حلقه‌های بزرگ (یا حلقه های تمام موج) و حلقه‌های کوچک. فقط یک طرح آنتن «هاله» که معمولاً حلقه نامیده می‌شود، در دسته بزرگ یا کوچک حلقه قرار نمی‌گیرد.

مخروطی[ویرایش]

یک آنتن پروانه‌ای
  • آنتن دیسک-مخروطی نیمی از مخروط دوتایی است که یک دیسک صاف در بالای مخروط نصب شده‌است
ابعاد آنتن دیسک-مخروطی

دیافراگم[ویرایش]

آنتن‌های دیافراگمی نوع اصلی آنتن‌های جهت‌دار هستند که در فرکانس مایکروویو و بالاتر مورد استفاده قرار می‌گیرند.[۲][۷] آن‌ها از یک آنتن دوقطبی کوچک یا حلقه تغذیهٔ آنتن در داخل یک ساختار راهنمای سه بعدی بزرگ در مقایسه با طول موج با دیافراگمی برای انتشار امواج رادیویی تشکیل شده‌اند. از آنجایی که خود ساختار آنتن ناتشدیدی است، می‌توان با تعویض یا تنظیم تغذیه آنتن، از طیف وسیعی از فرکانس استفاده کرد.

منابع[ویرایش]

  1. Bevelaqua, Peter J. "Types of Antennas". Antenna Theory. Antenna-theory.com. Archived from the original on June 30, 2015. Retrieved June 28, 2015. Peter Bevelaqua's private website.
  2. ۲٫۰ ۲٫۱ ۲٫۲ ۲٫۳ ۲٫۴ ۲٫۵ Aksoy, Serkan (2008). "Antennas" (PDF). Lecture Notes-v.1.3.4. Gebze, Turkey: Gebze Technical University. Archived from the original (PDF) on February 22, 2016. Retrieved June 29, 2015.
  3. Balanis, Constantine A. (2005). Antenna Theory: Analysis and Design. 1 (3rd ed.). John Wiley and Sons. p. 4. ISBN 0-471-66782-X.
  4. Bevelaqua, Peter. "Dipole Antenna". Antenna-Theory.com. Archived from the original on 2015-06-17.
  5. Bevelaqua, Peter. "Monopole Antenna". Antenna-Theory.com. Archived from the original on 2015-06-15.
  6. Bevelaqua, Peter. "Antenna Arrays". Antenna-Theory.com. Archived from the original on 2017-04-25.
  7. ۷٫۰ ۷٫۱ Balanis 2005
  8. Bevelaqua, Peter. "Loop Antennas". Antenna-Theory.com. Archived from the original on 2015-06-17.
  9. Silver, H. Ward, ed. (2011). ARRL Antenna Book for Radio Communications (22nd ed.). Newington, CT: American Radio Relay League. Chapter 5, Section 9.6, Section 11.6, Section 16.5, Section 20.6, Chapter 22. ISBN 978-0-87259-680-1.