เสาอากาศคืออะไร? การจำแนกประเภทและตัวชี้วัดของเสาอากาศ

เสาอากาศเป็นอุปกรณ์ทั่วไปที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในการแพร่ภาพกระจายเสียง โทรทัศน์ การสื่อสารทางวิทยุ เรดาร์ การนำทาง มาตรการตอบโต้ทางอิเล็กทรอนิกส์ การสำรวจระยะไกล ดาราศาสตร์วิทยุ และสาขาอื่น ๆ เสาอากาศเป็นอุปกรณ์ที่สามารถแผ่คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าไปยังทิศทางเฉพาะในอวกาศได้อย่างมีประสิทธิภาพหรือรับคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าจากทิศทางเฉพาะในอวกาศได้อย่างมีประสิทธิภาพ อุปกรณ์ไร้สายทั้งหมดที่ส่งสัญญาณผ่านคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าจะต้องมีเสาอากาศ

คำจำกัดความของเสาอากาศ: หน้าที่พื้นฐานของเสาอากาศคือการแผ่และรับคลื่นวิทยุ

แปลงกระแสความถี่สูงเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเมื่อส่งสัญญาณ

แปลงคลื่นไฟฟ้าเป็นกระแสความถี่สูงเมื่อได้รับ

การจำแนกประเภทของเสาอากาศ:

วิธีการจำแนกประเภท	ประเภท
โดยการใช้งาน	เสาอากาศสื่อสาร เสาอากาศกระจายเสียง เสาอากาศเรดาร์ เสาอากาศนำทาง เสาอากาศค้นหาทิศทาง ฯลฯ
โดยคลื่นความถี่ในการทำงาน	เสาอากาศคลื่นยาว เสาอากาศคลื่นกลาง เสาอากาศคลื่นสั้น เสาอากาศคลื่นสั้นพิเศษ และเสาอากาศไมโครเวฟ
ความแข็งแกร่งของทิศทาง	เสาอากาศแบบรอบทิศทาง, เสาอากาศแบบมีทิศทางอ่อน, เสาอากาศแบบมีทิศทางแบบแรง ฯลฯ
โดยลักษณะโพลาไรเซชัน	เสาอากาศโพลาไรซ์แบบเส้น, เสาอากาศโพลาไรซ์แบบวงกลม, เสาอากาศโพลาไรซ์แบบวงรี ฯลฯ
ตามหลักการทำงาน	เสาอากาศคลื่นนิ่ง เสาอากาศคลื่นเคลื่อนที่ เสาอากาศอาเรย์
โดยวิธีการควบคุมลำแสง	เสาอากาศแบบลำแสงคงที่, เสาอากาศแบบเฟส, เสาอากาศอัจฉริยะ ฯลฯ
โดยโครงสร้างพื้นฐาน	เสาอากาศแบบเส้น, เสาอากาศแบบพื้นผิว, เสาอากาศแบบสลิต
โดยขนาดไฟฟ้า	เสาอากาศไฟฟ้าขนาดเล็ก: ขนาดมีขนาดเล็กกว่าความยาวคลื่นที่ใช้งานมาก เสาอากาศไฟฟ้าขนาดใหญ่: ขนาดเทียบได้กับความยาวคลื่นในการทำงาน

ข้อกำหนดสำหรับเสาอากาศ:

• เสาอากาศควรจะสามารถแปลงพลังงานคลื่นนำทางให้เป็นพลังงานแม่เหล็กไฟฟ้าได้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ ประการแรก เสาอากาศจะต้องเป็นระบบเปิดที่มีแม่เหล็กไฟฟ้าที่ดี และประการที่สอง เสาอากาศจะต้องจับคู่กับเครื่องส่งหรือเครื่องรับ (ซึ่งต้องมีการคำนวณหรือทดสอบความต้านทานการแผ่รังสีของเสาอากาศ)

•  เสาอากาศควรปล่อยให้คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าสามารถโฟกัสได้มากที่สุดเท่าที่เป็นไปได้ในทิศทางที่กำหนด หรือเพื่อเพิ่มการยอมรับคลื่นที่เข้ามาให้สูงสุดในทิศทางที่กำหนด กล่าวคือ เสาอากาศมีทิศทาง (ฟังก์ชันกำหนดทิศทาง)

• เสาอากาศควรจะสามารถส่งหรือรับคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีโพลาไรเซชันที่ระบุได้ กล่าวคือ เสาอากาศมีโพลาไรซ์ที่เหมาะสม

• เสาอากาศควรมีย่านความถี่ในการทำงานเพียงพอ

  
  

  ตัวชี้วัดประสิทธิภาพทั่วไปสำหรับเสาอากาศ:

• แผนที่ทิศทาง

• ค่าสัมประสิทธิ์ทิศทาง

• ได้รับ

• ความต้านทานอินพุต

• ค่าสัมประสิทธิ์คลื่นนิ่ง

• ประสิทธิภาพ

  
  

  ปัจจัยสำคัญที่ส่งผลต่อการวัดประสิทธิภาพของเสาอากาศ:

  
  

• ขนาดไฟฟ้าของเสาอากาศ

• รูปร่างและโครงสร้างของเสาอากาศ

• การกระจายกระแสบนเสาอากาศ

  
  

  
  

  เสาอากาศมีทั้งแบบเรียบง่ายและซับซ้อน:

  
  

โดยทั่วไปความเรียบง่ายจะเกิดขึ้นผ่านโครงสร้างเรียบง่ายที่ทำจากตัวนำโลหะ เช่น สายไฟ แผ่นโลหะ เสาอากาศแบบธรรมดามักเป็นแบบโมโนโพล (เช่น ไดโพล เสาอากาศแนวตั้งแบบโมโนโพล ฯลฯ) หรือแบบทิศทางเดียว (เช่น เสาอากาศแบบกำหนดทิศทาง) มีโครงสร้างเรียบง่าย ผลิตง่าย และเหมาะสำหรับความต้องการด้านการสื่อสารไร้สายขั้นพื้นฐาน เช่น เราเตอร์ Wi-Fi ในบ้านหรือวิทยุในรถยนต์

ความซับซ้อนดังที่แสดงไว้ข้างต้นเกี่ยวข้องกับทฤษฎีพื้นฐานที่คลุมเครือของสนามแม่เหล็กไฟฟ้า โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการออกแบบเสาอากาศแบบอาเรย์สำหรับการสื่อสารด้วยเรดาร์และดาวเทียม ซึ่งประกอบด้วยองค์ประกอบเสาอากาศแต่ละตัวจำนวนมาก และต้องใช้การจำลองที่ซับซ้อนและเครื่องมือจำลองเชิงตัวเลขตลอดจนการตรวจสอบความถูกต้องเชิงทดลอง