Направленная антенна — это разновидность антенны, которая может фокусировать энергию сигнала для излучения или приема в определенном направлении, с сильной направленностью и высоким коэффициентом усиления. Она подходит для сценариев, требующих связи на большие расстояния или уменьшения помех. Различные типы направленных антенн имеют разные области применения из-за различий в конструкции и характеристиках. Ниже приведены распространенные типы и их области применения:
1. Антенна Яги-Уда
Особенности: простая структура (состоит из активного генератора, нескольких отражателей и направленностей), средний коэффициент усиления (обычно 6-12 дБи), высокая направленность, низкая стоимость.
Приложения:
l прием телевизионного сигнала (особенно захват сигнала цифрового наземного телевидения в отдаленных районах).
l Любительская радиосвязь (например, направленная связь ближнего и среднего радиуса действия для радиолюбительских станций).
l Беспроводное наблюдение «точка-точка» (передача видео с фиксированной позицией на короткие расстояния, например, мониторинг сотовой связи).
2. Логопериодическая антенна
Особенности: Чрезвычайно широкая полоса пропускания (может охватывать несколько диапазонов частот), умеренное усиление (5–15 дБи), стабильность направления, подходит для широкополосной передачи сигнала.
Приложения:
Коротковолновая/ультракоротковолновая связь (например, военная связь, экстренная связь, когда необходимо охватить несколько диапазонов частот).
Передача и прием радио- и телепередач (особенно в сценариях, где требуется совместимость с разными каналами).
Испытание на электромагнитную совместимость (ЭМС) (для моделирования сигналов широкополосных направленных помех).
3. Параболическая антенна
Особенности: Состоящий из параболического отражателя и фидера, он имеет очень высокий коэффициент усиления (обычно 20–40 дБи) и чрезвычайно направленный (узкая ширина луча до 0,1°), что делает его пригодным для связи на большие расстояния.
Приложения:
l Спутниковая связь (например, приемная антенна спутникового телевидения «маленький горшок», «большой горшок», наземная спутниковая станция).
l Релейная микроволновая связь (дальняя микроволновая связь для операторов связи, используемая в горных районах, пустынях и других местностях, где прокладка оптоволокна затруднена).
l Радиоастрономические наблюдения (большие параболические антенные решетки, такие как китайская система FAST «Глаз в небе»).
4. Панельная антенна
Особенности: Используя микрополосковую матрицу или плоскую отражающую структуру, он имеет небольшой размер, легкий вес, средний коэффициент усиления (8–20 дБи) и прост в установке.
Приложения:
· Расширение беспроводной сети (например, мостовое соединение Wi-Fi корпоративного уровня на большие расстояния для соединения локальных сетей двух офисных зданий).
· Направленное покрытие базовых станций 5G (усиление сигнала для определенных зон, например, для густонаселенных городских высотных районов).
· Связь с БПЛА (дальнее картографирование и прием сигналов управления для БПЛА с неподвижным крылом или многороторными БПЛА)
5. Рупорная антенна
Особенности: Он имеет рупорную форму на конце волновода, имеет широкую полосу пропускания, низкий КСВ и средний коэффициент усиления (10–25 дБи), что делает его подходящим для микроволнового диапазона.
Приложения:
· Радиолокационные системы (в качестве передающих/приемных антенн для радаров, например, метеорологических радаров, радаров УВД).
· Микроволновые измерения (используются в лаборатории для калибровки других антенн или для тестирования микроволновых устройств).
· Каналы спутниковой связи (как каналы для параболических антенн для фокусировки сигналов на отражающих поверхностях).
Резюме
Суть применения различных направленных антенн заключается в том, чтобы обеспечить соответствие требованиям к расстоянию (ближнее/среднее/дальнее расстояние), диапазону частотного диапазона (узкополосный/широкополосный) и условиям установки (размер, вес, адаптация к окружающей среде) сценария. Например, параболические антенны подходят для спутниковой связи на сотни километров, антенны «яги» больше подходят для приема телевизионного сигнала на расстоянии нескольких километров, а плоские антенны более выгодны в сценариях миниатюрных и легких беспроводных сетей.
