ያጊ-ኡዳ አንቴና እና የንድፍ ዘዴው

የያጊ-ኡዳ አንቴና በሬዲዮ ግንኙነት በስፋት ጥቅም ላይ የሚውል የአቅጣጫ አንቴና ነው፣ በከፍተኛ ትርፍ፣ በጠንካራ ቀጥተኛነት እና በአንፃራዊነት ቀላል መዋቅር የታወቀ። በ1920ዎቹ በጃፓን ሳይንቲስቶች Hidetsugu Yagi እና Shintaro Uda የፈለሰፈው በዋናነት እንደ ቴሌቪዥን መቀበያ፣ የሬድዮ ኮሙኒኬሽን እና ራዳር ሲስተሞች ባሉ መስኮች ነው። ይህ ጽሑፍ የያጊ-ኡዳ አንቴና መሰረታዊ መርሆችን, መዋቅራዊ ቅንብርን እና የንድፍ ዘዴዎችን ያብራራል.

I. የያጊ-ኡዳ አንቴና መሰረታዊ መርሆች

የያጊ-ኡዳ አንቴና የመጨረሻ-እሳት አንቴና ድርድር ነው ፣ እና የስራ መርሆው በጨረር እና በኤሌክትሮማግኔቲክ ሞገዶች መቀበል ላይ የተመሠረተ ነው። በበርካታ ትይዩዎች - በተደረደሩ oscillators (በአብዛኛው የብረት ዘንግ) በኩል አቅጣጫዊ ጨረር ይደርሳል. እነዚህ oscillators አንድ ንቁ ንጥረ ነገር (በተለምዶ ግማሽ - ሞገድ ዲፖል) እና በርካታ ተገብሮ አባሎችን (አንጸባራቂዎችን እና ዳይሬክተሮችን ጨምሮ) ያካትታሉ። ገባሪው አካል በቀጥታ ከመጋቢው ጋር የተገናኘ እና የኤሌክትሮማግኔቲክ ሞገዶችን ለማስተላለፍ ወይም ለመቀበል ኃላፊነት አለበት; የኤሌክትሮማግኔቲክ ሞገዶችን የጨረራ አቅጣጫ ለማስተካከል ተገብሮ ንጥረ ነገሮች በኤሌክትሮማግኔቲክ ማጣመጃ አማካኝነት ከገባሪው አካል ጋር ይገናኛሉ።

የያጊ-ኡዳ አንቴና ቀጥተኛነት በዋነኝነት የተመካው በተለዋዋጭ አካላት ዝግጅት እና ርዝመት ላይ ነው። አንጸባራቂው ከአክቲቭ ኤለመንቱ በስተጀርባ የሚገኝ ሲሆን አብዛኛውን ጊዜ ከሚሰራው ኤለመንት ትንሽ ይረዝማል እና የኤሌክትሮማግኔቲክ ሞገዶችን ለማንፀባረቅ የአንቴናውን የፊት ጨረር ለመጨመር ያገለግላል። ዳይሬክተሩ ከአክቲቭ ኤለመንቱ ፊት ለፊት ይገኛል, ብዙውን ጊዜ ከተሰራው ኤለመንቱ ትንሽ አጭር ነው, እና ወደፊት የሚመጣውን ጨረር የበለጠ ለማሳደግ ኤሌክትሮማግኔቲክ ሞገዶችን ለመምራት ይጠቅማል. የአንጸባራቂውን እና የዳይሬክተሩን ርዝመት እና ክፍተት በተመጣጣኝ ሁኔታ በመንደፍ, ከፍተኛ - ትርፍ እና ጠባብ - ለ

የኢም ጨረሮች ባህሪያት ሊሳኩ ይችላሉ.

II. የያጊ-ኡዳ አንቴና መዋቅራዊ ቅንብር

የያጊ-ኡዳ አንቴና መሰረታዊ መዋቅር የሚከተሉትን ክፍሎች ያጠቃልላል ።

ንቁ አካል፡ የኤሌክትሮማግኔቲክ ሞገዶችን ለማሰራጨት ወይም ለመቀበል ኃላፊነት ያለው የያጊ-ኡዳ አንቴና ፣ ብዙውን ጊዜ ግማሽ - ሞገድ ዲፕሎል ዋና አካል ነው። እሱ በቀጥታ ከመጋቢው ጋር የተገናኘ እና ብዙውን ጊዜ በአንቴናው መሃል ላይ ይገኛል።

አንጸባራቂ: አንጸባራቂው ከገባሪው ኤለመንት በስተጀርባ ይገኛል, ብዙውን ጊዜ ከ 5% - 10% ከገባሪው አካል ይረዝማል. የኤሌክትሮማግኔቲክ ሞገዶችን ለማንፀባረቅ, የኋላ ጨረርን ለመቀነስ እና ወደ ፊት ጨረሮችን ማሳደግ ነው. ብዙውን ጊዜ አንድ አንጸባራቂ ብቻ አለ, ነገር ግን በርካታ አንጸባራቂዎች ቀጥተኛነትን የበለጠ ለማሻሻል ሊነደፉ ይችላሉ.

ዳይሬክተሩ፡ ዳይሬክተሩ ከገባሪው አካል ፊት ለፊት ይገኛል፡ ብዙውን ጊዜ 5% - 10% ከገባሪው አካል ያነሰ ነው። የእሱ ሚና የኤሌክትሮማግኔቲክ ሞገዶችን መምራት እና ወደፊት ጨረርን የበለጠ ማሳደግ ነው። የዳይሬክተሮች ብዛት በአንቴናው ትርፍ እና ቀጥተኛነት መስፈርቶች መሠረት ማስተካከል ይቻላል ፣ ብዙውን ጊዜ ከ 1 እስከ 10።

ቡም፡ ቡም ገባሪውን አካል፣ አንጸባራቂ እና ዳይሬክተሩን ለመጠገን የሚያገለግል ሲሆን ብዙውን ጊዜ ከብረት ወይም ከብረት ያልሆኑ ቁሳቁሶች የተሠራ ረጅም ዘንግ ነው። የቡም ንድፍ የአንቴናውን የሜካኒካዊ ጥንካሬ እና የክብደት ስርጭት ግምት ውስጥ ማስገባት አለበት

የመመገቢያ መስመር፡- የመጋቢው መስመር ገባሪውን አካል ከማስተላለፊያው ወይም ከተቀባዩ ጋር ለማገናኘት ይጠቅማል፣ ብዙውን ጊዜ ኮኦክሲያል ገመድ ወይም የተጠማዘዘ ጥንድ። የሲግናል ነጸብራቅን እና ኪሳራን ለመቀነስ የምግቡ መስመር መጨናነቅ ከአክቲቭ ኤለመንቱ ጋር መመሳሰል አለበት።

III. የያጊ-ኡዳ አንቴና ንድፍ ዘዴ

የያጊ-ኡዳ አንቴና ሲነድፉ፣ የክወና ድግግሞሽ፣ ጥቅም፣ ቀጥተኛነት እና የ impedance ማዛመድን ጨምሮ በርካታ መለኪያዎች ግምት ውስጥ መግባት አለባቸው። የያጊ-ኡዳ አንቴና ለመንደፍ የሚከተሉት መሰረታዊ ደረጃዎች ናቸው፡

የክወናውን ድግግሞሽ ይወስኑ: በመጀመሪያ, የአንቴናውን የአሠራር ድግግሞሽ መጠን መወሰን አስፈላጊ ነው. የያጊ-ኡዳ አንቴና መጠን ከአሠራሩ ድግግሞሽ ጋር በቅርበት ይዛመዳል; ድግግሞሹን ከፍ ባለ መጠን የአንቴናውን መጠን ይቀንሳል. በአጠቃላይ የያጊ-ኡዳ አንቴና የሚሠራበት ድግግሞሽ መጠን ከበርካታ አስር ሜኸዝ እስከ ብዙ GHz ነው።

የአክቲቭ ኤለመንቱን አይነት ይምረጡ፡ ገባሪው አካል አብዛኛውን ጊዜ ግማሽ - ሞገድ ዲፖል ነው, እና ርዝመቱ ከኦፕሬሽኑ የሞገድ ርዝመት ግማሽ ያህል ነው. የግማሽ - ሞገድ ዲፖል ርዝመት በሚከተለው ቀመር ሊሰላ ይችላል.

(L የ oscillator ርዝመት ሲሆን λ የሚሠራው የሞገድ ርዝመት ነው። 0.95 የማሳጠር ቅንጅት ነው.)

አንጸባራቂውን እና ዳይሬክተሩን ይንደፉ-የአንፀባራቂው ርዝመት አብዛኛውን ጊዜ ከ 5% - 10% ከንቁ ንጥረ ነገር ይረዝማል, እና የዳይሬክተሩ ርዝመት አብዛኛውን ጊዜ ከ 5% - 10% ከአክቲቭ ኤለመንቱ ያነሰ ነው. በአንጸባራቂው እና በንቁ ኤለመንቱ መካከል ያለው ርቀት ብዙውን ጊዜ 0.15 - 0.25 የሞገድ ርዝመት ነው, እና በዳይሬክተሩ እና በእንቅስቃሴው መካከል ያለው ርቀት አብዛኛውን ጊዜ 0.1 - 0.15 የሞገድ ርዝመት ነው. የተወሰነው ርዝመት እና ክፍተት በሲሙሌሽን ሶፍትዌሮች ወይም በተጨባጭ ቀመሮች አማካኝነት ሊሻሻል ይችላል።

የዳይሬክተሮችን ብዛት ይወስኑ፡ የዳይሬክተሮች ብዛት የአንቴናውን ትርፍ እና ቀጥተኛነት በቀጥታ ይጎዳል። ብዙ ዳይሬክተሮች አሉ, የአንቴናውን ትርፍ ከፍ ያደርገዋል እና የጨረራውን ስፋት ይቀንሳል. ይሁን እንጂ ከመጠን በላይ የዳይሬክተሮች ብዛት የአንቴናውን ውስብስብነት እና መጠን ይጨምራል. አብዛኛውን ጊዜ የዳይሬክተሮች ብዛት ከ 1 እስከ 10 ይደርሳል, እና የተወሰነው ቁጥር በማመልከቻው መስፈርት መሰረት መመዘን ያስፈልገዋል.

Impedance Matching፡ የንቁ ኤለመንት እክል አብዛኛው ጊዜ 50Ω ወይም 75Ω ነው፣ ይህም ከመጋቢው እክል ጋር መመሳሰል አለበት። የኢምፔዳንስ ማዛመድ የንቁ ኤለመንትን ርዝመት እና ዲያሜትር በማስተካከል ወይም የኢምፔዳንስ ማዛመጃ ኔትወርክን በመጠቀም ማግኘት ይቻላል።

ማስመሰል እና ማመቻቸት፡ ዲዛይኑ ከተጠናቀቀ በኋላ የኤሌክትሮማግኔቲክ ሲሙሌሽን ሶፍትዌር (እንደ HFSS፣ CST ወዘተ) አፈፃፀሙን ለማረጋገጥ አንቴናውን ለማስመሰል መጠቀም ይቻላል። የአንቴናውን ትርፍ፣ ቀጥተኛነት እና የንፅፅር ማዛመድ እንደ የመወዛወዝ ርዝማኔ እና ክፍተት ያሉ መለኪያዎችን በማስተካከል ማመቻቸት ይቻላል።

ማምረት እና መሞከር፡- በዲዛይን ውጤቶቹ መሰረት የፕሮቶታይፕ አንቴና ተሰርቷል እና የአንቴናውን ትክክለኛ አፈፃፀም ለማረጋገጥ እንደ ኔትወርክ ተንታኝ እና ስፔክትረም ተንታኝ ባሉ መሳሪያዎች ተፈትኗል። ተጨማሪ ማመቻቸት በፈተና ውጤቶች መሰረት ይከናወናል.

IV. የያጊ-ኡዳ አንቴና ጥቅሞች እና ጉዳቶች

ጥቅሞች

· ከፍተኛ ትርፍ: የያጊ-ኡዳ አንቴና በአንጻራዊነት ከፍተኛ ትርፍ አለው, ብዙውን ጊዜ 10 - 20dBi, ለረጅም ርቀት ግንኙነት ተስማሚ ነው.

· ጠንካራ ቀጥተኛነት፡- የያጊ-ኡዳ አንቴና ጠባብ የጨረር ስፋት እና ጠንካራ ቀጥተኛነት ያለው ሲሆን ይህም ጣልቃ ገብነትን በሚገባ ይቀንሳል።

· ቀላል መዋቅር፡ የያጊ-ኡዳ አንቴና አወቃቀሩ በአንፃራዊነት ቀላል ነው፣ ይህም ለማምረት እና ለመጠገን ቀላል ያደርገዋል።

· ዝቅተኛ ዋጋ: የያጊ-ኡዳ አንቴና የቁሳቁስ ዋጋ ዝቅተኛ ነው, ይህም ለትልቅ-ልኬት አፕሊኬሽኖች ተስማሚ ያደርገዋል.

ጉዳቶች፡-

· ጠባብ ባንድዊድዝ፡ የያጊ-ኡዳ አንቴና የመተላለፊያ ይዘት በአንፃራዊነት ጠባብ ነው፣ አብዛኛውን ጊዜ 5% - 10% የስራ ድግግሞሹ ስለሆነ ለብሮድባንድ አፕሊኬሽኖች ተስማሚ አይደለም።

· ትልቅ መጠን፡ የያጊ-ኡዳ አንቴና መጠን ከአሰራር ድግግሞሽ ጋር የተገላቢጦሽ ነው። አንቴናዎች በዝቅተኛ - ድግግሞሽ ባንድ ትልቅ መጠን አላቸው ፣ ይህም ውስን ቦታ ላላቸው መተግበሪያዎች ተስማሚ አይደለም።

ቋሚ አቅጣጫ፡ የያጊ-ኡዳ አንቴና ቀጥተኛነት ተስተካክሏል፣ እና በእጅ ማስተካከል ያስፈልገዋል፣ ስለዚህ አቅጣጫውን በተደጋጋሚ መቀየር ለሚፈልጉ ሁኔታዎች ተስማሚ አይደለም።

V. የያጊ-ኡዳ አንቴና አፕሊኬሽኖች

የያጊ-ኡዳ አንቴና በሚከተሉት መስኮች በሰፊው ጥቅም ላይ ይውላል።

· የቴሌቭዥን መቀበያ፡ የያጊ-ኡዳ አንቴና የተለመደ የቴሌቭዥን መቀበያ አንቴና ነው፣ ይህም የመሬት ላይ የቴሌቪዥን ምልክቶችን ለመቀበል ያገለግላል።

· የሬዲዮ ግንኙነት፡ የያጊ-ኡዳ አንቴና እንደ አማተር ራዲዮ፣ የብሮድካስቲንግ ጣቢያዎች እና ገመድ አልባ የአካባቢ ኔትወርኮች ባሉ የመገናኛ ዘዴዎች ውስጥ ጥቅም ላይ ይውላል።

· የራዳር ሲስተሞች፡ የያጊ-ኡዳ አንቴና በራዳር ሲስተሞች ውስጥ ኢላማን ለመለየት እና ለመከታተል ያገለግላል።

የሳተላይት ግንኙነት፡- የያጊ-ኡዳ አንቴና የሳተላይት ቴሌቪዥን ምልክቶችን እና የሳተላይት የመገናኛ ምልክቶችን ለመቀበል ያገለግላል።

VI. ማጠቃለያ

የያጊ-ኡዳ አንቴና ከፍተኛ ትርፍ ፣ ጠንካራ ቀጥተኛነት እና ቀላል መዋቅር ያለው ክላሲክ አቅጣጫ ያለው አንቴና ነው። የነቃውን ኤለመንት፣ አንጸባራቂ እና ዳይሬክተሩን ርዝማኔ እና ክፍተት በምክንያታዊነት በመንደፍ እጅግ በጣም ጥሩ የጨረር አፈጻጸም ሊገኝ ይችላል። ምንም እንኳን የያጊ-ኡዳ አንቴና እንደ ጠባብ የመተላለፊያ ይዘት እና ትልቅ መጠን ያሉ ጉዳቶች ቢኖሩትም እንደ ቴሌቪዥን መቀበያ ፣ የሬዲዮ ግንኙነት እና የራዳር ስርዓቶች ባሉ መስኮች ሰፊ መተግበሩ አስፈላጊነቱን እና ተግባራዊነቱን ያረጋግጣል። የኤሌክትሮማግኔቲክ የማስመሰል ቴክኖሎጂን በማዳበር የያጊ-ኡዳ አንቴና ዲዛይን እና ማመቻቸት የበለጠ ቀልጣፋ እና ትክክለኛ እየሆነ መጥቷል ፣ እና አሁንም በገመድ አልባ የግንኙነት መስክ ለወደፊቱ ትልቅ ሚና ይጫወታል።