Ce este o antenă? Clasificarea și metrica antenelor

Antena este un echipament relativ comun, utilizat pe scară largă în radiodifuziune, televiziune, comunicații radio, radar, navigație, contramăsuri electronice, teledetecție, radioastronomie și alte domenii. O antenă este un dispozitiv care poate radia în mod eficient unde electromagnetice într-o anumită direcție în spațiu sau poate primi efectiv unde electromagnetice dintr-o anumită direcție în spațiu. Toate dispozitivele wireless care transmit semnale prin unde electromagnetice trebuie să aibă antenă.

Definiția antenei: Funcția de bază a unei antene este de a radia și de a primi unde radio.

Transformă curenții de înaltă frecvență în unde electromagnetice atunci când transmite.

Transformă undele electrice de marea în curenți de înaltă frecvență atunci când sunt recepționate.

Clasificarea antenelor:

Metode de clasificare	tipuri
Prin utilizare	Antene de comunicații, antene de radiodifuziune, antene radar, antene de navigație, antene de găsire a direcției etc.
Prin banda de frecvență de funcționare	Antene cu unde lungi, antene cu unde medii, antene cu unde scurte, antene cu unde ultrascurte și antene cu microunde
Puterea direcționalității	Antene omnidirecționale, antene slab direcționale, antene puternic direcționale etc.
După caracteristicile de polarizare	Antene polarizate linie, antene polarizate circular, antene polarizate eliptic etc.
Conform principiului de lucru	Antene cu unde staționare, antene cu unde calatorii; antene matrice
Prin metoda de control al fasciculului	Antene cu fascicul fix, antene în faze, antene inteligente etc.
După structura de bază	Antene de linie, antene de suprafață, antene cu fante
După dimensiunea electrică	Antenă electrică mică: dimensiunea este mult mai mică decât lungimea de undă de lucru; antenă electrică de dimensiuni mari: dimensiunea este comparabilă cu lungimea de undă de lucru

Cerințe pentru antene:

• Antena ar trebui să poată converti cât mai mult posibil din energia undelor ghidate în energie electromagnetică. Acest lucru necesită în primul rând ca antena să fie un sistem deschis electromagnetic bun și, în al doilea rând, ca antena să fie potrivită cu transmițătorul sau receptorul (ceea ce necesită calcularea sau testarea impedanței de radiație a antenei).

•  Antena ar trebui să permită focalizarea undelor electromagnetice cât mai mult posibil într-o direcție definită sau să maximizeze acceptarea undelor de intrare într-o direcție definită, adică antena are direcționalitate (funcție direcțională).

• Antena ar trebui să poată transmite sau primi unde electromagnetice cu o polarizare specificată, adică antena are o polarizare adecvată.

• Antena ar trebui să aibă o bandă de frecvență de funcționare suficientă.

  
  

  Măsuri comune de performanță pentru antene:

• harta de directivitate

• coeficient de directivitate

• câştig

• impedanta de intrare

• coeficient de undă staționară

• eficienţă

  
  

  Factori cheie care afectează valorile performanței antenei:

  
  

• dimensiunile electrice ale antenei

• forma și structura antenei

• distribuția curentului pe antenă

  
  

  
  

  Antenele sunt atât simple, cât și complexe:

  
  

Simplitatea este, în general, prin structuri simple realizate din conductori metalici, cum ar fi fire, foi de metal. Antenele simple sunt de obicei monopol (de exemplu, dipol, antenă monopolă verticală etc.) sau unidirecționale (de exemplu, antenă direcțională). Au o structură simplă, ușor de fabricat și sunt potrivite pentru anumite nevoi de bază de comunicare fără fir, cum ar fi routerele Wi-Fi de acasă sau radiourile auto.

Complexitățile, așa cum sunt ilustrate mai sus, implică teorii fundamentale obscure ale câmpurilor electromagnetice, în special în proiectarea antenelor matrice pentru comunicații radar și prin satelit, care constau din multe elemente individuale de antenă și necesită instrumente sofisticate de simulare și simulare numerică, precum și validare experimentală.