Спрямована антена – це різновид антени, яка може фокусувати енергію сигналу для випромінювання або прийому в певному напрямку, з сильною спрямованістю та високим посиленням, вона підходить для сценаріїв, які потребують зв’язку на великій відстані або зменшують перешкоди. Різні типи спрямованих антен мають різні сфери застосування через структурні та робочі відмінності, нижче наведено загальні типи та їх застосування:
1. Антена Яги-Уда
Характеристики: проста структура (складається з активного генератора, кількох відбивачів і напрямних), середнє посилення (зазвичай 6-12 дБі), висока спрямованість, низька вартість.
Застосування:
l Прийом телевізійного сигналу (особливо прийом цифрового ефірного телевізійного сигналу у віддалених районах).
l Аматорський радіозв'язок (наприклад, спрямований зв'язок на короткі та середні відстані для радіоаматорських станцій).
l Бездротове спостереження «точка-точка» (передавання відео з фіксованим місцем розташування на короткі відстані, наприклад, моніторинг стільникового зв’язку).
2. Логперіодична антена
Характеристики: Надзвичайно широка смуга пропускання (може охоплювати кілька діапазонів частот), помірне посилення (5-15 дБі), стабільність спрямованості, підходить для широкосмугової передачі сигналу.
Застосування:
Короткохвильовий/ультракороткохвильовий зв’язок (наприклад, військовий зв’язок, зв’язок у надзвичайних ситуаціях, коли необхідно охопити кілька діапазонів частот).
Передача та прийом радіо- та телевізійних сигналів (особливо в сценаріях, де потрібна сумісність з різними каналами).
Перевірка електромагнітної сумісності (EMC) (для імітації широкосмугових спрямованих сигналів перешкод).
3. Параболічна антена
Характеристики: складається з параболічного рефлектора та фідера, він має дуже високе посилення (зазвичай 20-40 дБі) і надзвичайно спрямований (вузький промінь до 0,1°), що робить його придатним для зв’язку на великій відстані.
Застосування:
l Супутниковий зв'язок (наприклад, приймальна антена супутникового телебачення «маленький горщик», «великий горщик», супутникова земна станція).
l Мікрохвильовий релейний зв'язок (міжміські мікрохвильові лінії зв'язку для операторів зв'язку, які використовуються в гірських районах, пустелях та інших районах, де важко прокласти волоконну оптику).
l Радіоастрономічні спостереження (великі параболічні антенні решітки, такі як китайський «Eye in the Sky» FAST).
4. Панельна антена
Особливості: Завдяки використанню мікросмужкової матриці або планарної відбивної структури, він має невеликі розміри, малу вагу, середній коефіцієнт посилення (8-20 дБі) і простий у встановленні.
Застосування:
· Розширення бездротової мережі (наприклад, міжміське з'єднання WiFi корпоративного рівня для з'єднання локальних мереж двох офісних будівель).
· Спрямоване покриття базових станцій 5G (посилення сигналу для окремих районів, наприклад, багатоповерхових міських районів).
· Зв'язок з БПЛА (дальнє відображення та прийом сигналу керування для БПЛА з нерухомим крилом або з кількома гвинтами)
5. Рупорна антена
Характеристики: Розширений у формі рупора від кінця хвилеводу, він має широку смугу пропускання, низький КСВ і середній коефіцієнт посилення (10-25 дБі), що робить його придатним для мікрохвильового діапазону.
Застосування:
· Радарні системи (як передавальні/приймальні антени для радарів, наприклад метеорологічних радарів, радарів УПР).
· Мікрохвильові вимірювання (використовуються в лабораторії для калібрування інших антен або для тестування мікрохвильових пристроїв).
· Канали супутникового зв'язку (як канали для параболічних антен для фокусування сигналів на відбиваючі поверхні).
Резюме
Основою застосування різних спрямованих антен є відповідність вимогам до відстані (близька/середня/далека), діапазону частот (вузькосмуговий/широкосмуговий) та умов встановлення (розмір, вага, адаптивність до навколишнього середовища) сценарію. Наприклад, параболічні антени підходять для супутникового зв’язку на сотні кілометрів, тоді як антени Yagi більше підходять для прийому телевізійного сигналу в межах кількох кілометрів, а плоскі антени є більш вигідними в сценаріях мініатюрних і легких бездротових мереж.
