Mi az antenna? Az antennák osztályozása és mérőszámai

Az antenna egy viszonylag elterjedt berendezés, széles körben használják a műsorszórásban, televízióban, rádiókommunikációban, radarban, navigációban, elektronikus ellenintézkedésekben, távérzékelésben, rádiócsillagászatban és más területeken. Az antenna olyan eszköz, amely hatékonyan sugároz elektromágneses hullámokat a tér egy bizonyos irányába, vagy hatékonyan fogadja az elektromágneses hullámokat a tér egy bizonyos irányából. Minden vezeték nélküli eszköznek, amely elektromágneses hullámokon keresztül továbbít jeleket, antennával kell rendelkeznie.

Az antenna definíciója: Az antenna alapvető funkciója a rádióhullámok sugárzása és vétele.

Átadáskor a nagyfrekvenciás áramokat elektromágneses hullámokká alakítja.

Az elektromos árapályhullámokat vételkor nagyfrekvenciás árammá alakítja.

Az antennák osztályozása:

Osztályozási módszerek	típusok
Használat által	Kommunikációs antennák, műsorszóró antennák, radarantennák, navigációs antennák, iránymérő antennák stb.
Működési frekvenciasáv szerint	Hosszúhullámú antennák, középhullámú antennák, rövidhullámú antennák, ultrarövidhullámú antennák és mikrohullámú antennák
Az irányítottság ereje	Omnidirekcionális antennák, gyengén irányított antennák, erősen irányított antennák stb.
Polarizációs jellemzők szerint	Vonalpolarizált antennák, cirkulárisan polarizált antennák, elliptikusan polarizált antennák stb.
A működési elv szerint	Állóhullámú antennák, utazóhullámú antennák; tömbantennák
Nyalábvezérlés módszerével	Fix sugárantennák, fázisantennák, intelligens antennák stb.
Alapszerkezet szerint	Vonalantennák, felületi antennák, résantennák
Elektromos méret szerint	Elektromos kis antenna: a mérete sokkal kisebb, mint a működési hullámhossz; elektromos nagy méretű antenna: a mérete összemérhető a munkahullámhosszal

Az antennákkal szemben támasztott követelmények:

• Az antennának képesnek kell lennie arra, hogy az irányított hullám energiájának a lehető legnagyobb részét elektromágneses energiává alakítsa. Ehhez egyrészt az szükséges, hogy az antenna jó elektromágneses nyitott rendszer legyen, másrészt az antenna illeszkedik az adóhoz vagy vevőhöz (amihez ki kell számítani vagy tesztelni kell az antenna sugárzási impedanciáját).

•  Az antennának lehetővé kell tennie, hogy az elektromágneses hullámokat a lehető legnagyobb mértékben egy meghatározott irányba fókuszálják, vagy maximalizálják a beérkező hullámok meghatározott irányban történő befogadását, azaz az antennának van irányítottsága (irányfunkció).

• Az antennának képesnek kell lennie meghatározott polarizációjú elektromágneses hullámok továbbítására vagy vételére, azaz az antenna megfelelő polarizációjú.

• Az antennának megfelelő működési frekvenciasávval kell rendelkeznie.

  
  

  Az antennák általános teljesítménymutatói:

• irányítottsági térkép

• irányítottsági együttható

• nyereség

• bemeneti impedancia

• állóhullám-együttható

• hatékonyság

  
  

  Az antenna teljesítménymutatóit befolyásoló legfontosabb tényezők:

  
  

• antenna elektromos méretei

• antenna alakja és szerkezete

• árameloszlás az antennán

  
  

  
  

  Az antennák egyszerűek és összetettek:

  
  

Az egyszerűség általában egyszerű fémvezetőkből, például vezetékekből, fémlemezekből készült szerkezeteken keresztül valósul meg. Az egyszerű antennák általában monopólusok (pl. dipólus, monopólus függőleges antenna stb.) vagy egyirányúak (pl. irányított antenna). Egyszerű felépítésűek, könnyen gyárthatók, és bizonyos alapvető vezeték nélküli kommunikációs igényekre is alkalmasak, például otthoni Wi-Fi routerek vagy autórádiók.

A fentiekben bemutatott bonyolultságok az elektromágneses mezők homályos alapvető elméleteit foglalják magukban, különösen a radar- és műholdkommunikációs antennák tervezésénél, amelyek számos egyedi antennaelemből állnak, és kifinomult szimulációs és numerikus szimulációs eszközöket, valamint kísérleti validálást igényelnek.