Co je to anténa? Klasifikace a metriky antén

Anténa je poměrně běžné zařízení, široce používané ve vysílání, televizi, radiokomunikaci, radaru, navigaci, elektronických protiopatřeních, dálkovém průzkumu Země, radioastronomii a dalších oborech. Anténa je zařízení, které může účinně vyzařovat elektromagnetické vlny do určitého směru v prostoru nebo efektivně přijímat elektromagnetické vlny z určitého směru v prostoru. Všechna bezdrátová zařízení, která přenášejí signály prostřednictvím elektromagnetických vln, musí mít anténu.

Definice antény: Základní funkcí antény je vyzařovat a přijímat rádiové vlny.

Při vysílání převádí vysokofrekvenční proudy na elektromagnetické vlny.

Při příjmu převádí elektrické slapové vlny na vysokofrekvenční proudy.

Klasifikace antén:

Metody klasifikace	typy
Použitím	Komunikační antény, vysílací antény, radarové antény, navigační antény, směrové antény atd.
Provozním frekvenčním pásmem	Dlouhovlnné antény, středovlnné antény, krátkovlnné antény, ultrakrátkovlnné antény a mikrovlnné antény
Síla směrovosti	Všesměrové antény, slabě směrové antény, silně směrové antény atd.
Podle polarizačních charakteristik	Linkové polarizované antény, kruhově polarizované antény, elipticky polarizované antény atd.
Podle principu práce	Antény se stojatou vlnou, antény s pohyblivou vlnou; pole antén
Způsobem řízení paprsku	Antény s pevným paprskem, fázované antény, chytré antény atd.
Podle základní struktury	Linkové antény, povrchové antény, štěrbinové antény
Podle elektrické velikosti	Elektrická malá anténa: velikost je mnohem menší než pracovní vlnová délka; elektrická velkorozměrová anténa: velikost je srovnatelná s pracovní vlnovou délkou

Požadavky na antény:

• Anténa by měla být schopna přeměnit co nejvíce energie řízené vlny na elektromagnetickou energii. To vyžaduje za prvé, aby anténa byla dobrým elektromagnetickým otevřeným systémem, a za druhé, aby anténa byla přizpůsobena vysílači nebo přijímači (což vyžaduje výpočet nebo testování impedance vyzařování antény).

•  Anténa by měla umožňovat, aby elektromagnetické vlny byly co nejvíce zaměřeny v definovaném směru, nebo aby maximalizovala akceptaci příchozích vln v definovaném směru, tj. anténa má směrovost (směrovou funkci).

• Anténa by měla být schopna vysílat nebo přijímat elektromagnetické vlny specifikované polarizace, tj. anténa má vhodnou polarizaci.

• Anténa by měla mít dostatečné provozní frekvenční pásmo.

  
  

  Běžné metriky výkonu pro antény:

• směrová mapa

• směrový koeficient

• získat

• vstupní impedance

• koeficient stojaté vlny

• účinnost

  
  

  Klíčové faktory ovlivňující metriky výkonu antény:

  
  

• elektrické rozměry antény

• tvar a konstrukce antény

• rozložení proudu na anténě

  
  

  
  

  Antény jsou jednoduché i složité:

  
  

Jednoduchost obecně spočívá v jednoduchých konstrukcích vyrobených z kovových vodičů, jako jsou dráty, plechy. Jednoduché antény jsou obvykle monopolní (např. dipól, monopólová vertikální anténa atd.) nebo jednosměrné (např. směrová anténa). Mají jednoduchou strukturu, snadno se vyrábějí a jsou vhodné pro některé základní potřeby bezdrátové komunikace, jako jsou domácí Wi-Fi routery nebo autorádia.

Složitost, jak je ilustrována výše, zahrnuje nejasné základní teorie elektromagnetických polí, zejména při navrhování anténních polí pro radarovou a satelitní komunikaci, které se skládají z mnoha jednotlivých anténních prvků a vyžadují sofistikované simulační a numerické simulační nástroje, stejně jako experimentální ověření.