Co to jest antena? Klasyfikacja i metryka anten

Antena jest stosunkowo powszechnym sprzętem, szeroko stosowanym w radiofonii i telewizji, radiokomunikacji, radarach, nawigacji, elektronicznych środkach zaradczych, teledetekcji, radioastronomii i innych dziedzinach. Antena to urządzenie, które może skutecznie emitować fale elektromagnetyczne w określonym kierunku w przestrzeni lub skutecznie odbierać fale elektromagnetyczne z określonego kierunku w przestrzeni. Wszystkie urządzenia bezprzewodowe przesyłające sygnały za pomocą fal elektromagnetycznych muszą być wyposażone w antenę.

Definicja anteny: Podstawową funkcją anteny jest emitowanie i odbieranie fal radiowych.

Podczas transmisji przekształca prądy o wysokiej częstotliwości w fale elektromagnetyczne.

Podczas odbioru przekształca elektryczne fale pływowe w prądy o wysokiej częstotliwości.

Klasyfikacja anten:

Metody klasyfikacji	typy
Przez użycie	Anteny komunikacyjne, anteny nadawcze, anteny radarowe, anteny nawigacyjne, anteny naprowadzające itp.
Według pasma częstotliwości roboczej	Anteny długofalowe, anteny średniofalowe, anteny krótkofalowe, anteny ultrakrótkie i anteny mikrofalowe
Siła kierunkowości	Anteny dookólne, anteny słabo kierunkowe, anteny silnie kierunkowe itp.
Według charakterystyki polaryzacji	Anteny o polaryzacji liniowej, anteny o polaryzacji kołowej, anteny o polaryzacji eliptycznej itp.
Zgodnie z zasadą działania	Anteny na falę stojącą, anteny na falę bieżącą; anteny szeregowe
Metodą sterowania wiązką	Anteny ze stałą wiązką, anteny fazowane, anteny inteligentne itp.
Według podstawowej struktury	Anteny liniowe, anteny powierzchniowe, anteny szczelinowe
Według rozmiaru elektrycznego	Elektryczna mała antena: rozmiar jest znacznie mniejszy niż robocza długość fali; elektryczna antena o dużych rozmiarach: rozmiar jest porównywalny z roboczą długością fali

Wymagania dotyczące anten:

• Antena powinna być w stanie przekształcić jak najwięcej energii fali kierowanej w energię elektromagnetyczną. Wymaga to, po pierwsze, aby antena była dobrym elektromagnetycznym systemem otwartym, a po drugie, aby antena była dopasowana do nadajnika lub odbiornika (co wymaga obliczenia lub przetestowania impedancji promieniowania anteny).

•  Antena powinna umożliwiać możliwie największe skupienie fal elektromagnetycznych w określonym kierunku lub maksymalizować odbiór fal przychodzących w określonym kierunku, tzn. antena powinna posiadać kierunkowość (funkcję kierunkową).

• Antena powinna być w stanie transmitować lub odbierać fale elektromagnetyczne o określonej polaryzacji, czyli posiadać odpowiednią polaryzację.

• Antena powinna mieć wystarczające pasmo częstotliwości roboczej.

  
  

  Typowe wskaźniki wydajności anten:

• mapa kierunkowości

• współczynnik kierunkowości

• osiągać

• impedancja wejściowa

• współczynnik fali stojącej

• efektywność

  
  

  Kluczowe czynniki wpływające na parametry wydajności anteny:

  
  

• wymiary elektryczne anteny

• kształt i konstrukcja anteny

• rozkład prądu na antenie

  
  

  
  

  Anteny są zarówno proste, jak i złożone:

  
  

Prostota polega na ogół na prostych konstrukcjach wykonanych z metalowych przewodników, takich jak druty, blachy. Proste anteny są zwykle jednobiegunowe (np. dipol, pionowa antena jednobiegunowa itp.) lub jednokierunkowe (np. antena kierunkowa). Mają prostą konstrukcję, są łatwe w produkcji i nadają się do niektórych podstawowych potrzeb w zakresie komunikacji bezprzewodowej, takich jak domowe routery Wi-Fi lub radia samochodowe.

Złożoność, jak pokazano powyżej, wiąże się z niejasnymi podstawowymi teoriami pól elektromagnetycznych, zwłaszcza przy projektowaniu anten macierzowych do komunikacji radarowej i satelitarnej, które składają się z wielu pojedynczych elementów antenowych i wymagają wyrafinowanych narzędzi symulacyjnych i symulacji numerycznych, a także walidacji eksperymentalnej.