אנטנה היא חלק הכרחי בשידור אלחוטי, בנוסף להעברת אותות כבלים עם סיבים אופטיים, כבל, כבל רשת, כל עוד השימוש באותות התפשטות גל אלקטרומגנטי באוויר, כולם זקוקים לצורות שונות של אנטנה.
העיקרון הבסיסי של האנטנה
העיקרון הבסיסי של אנטנה הוא שזרמים בתדר גבוה מייצרים שדות חשמליים ומגנטים משתנים סביבה.על פי תיאוריית השדה האלקטרומגנטי של מקסוול, "שדות חשמליים משתנים יוצרים שדות מגנטיים, ושדות מגנטיים משתנים מייצרים שדות חשמליים".ככל שהעירור נמשך, מתממשת התפשטות האות האלחוטית.
מקדם רווח
היחס בין הספק הקלט הכולל של האנטנה נקרא מקדם ההגברה המקסימלי של האנטנה.זהו שיקוף מקיף יותר של הניצול האפקטיבי של האנטנה של הספק ה-RF הכולל מאשר מקדם הכיווניות של האנטנה.ומתבטא בדציבלים.ניתן להוכיח מתמטית שמקדם ההגבר המקסימלי של האנטנה שווה למכפלת מקדם הכיוון של האנטנה ויעילות האנטנה.
היעילות של האנטנה
זהו היחס בין ההספק שמקרינה האנטנה (כלומר, ההספק הממיר ביעילות את חלק הגל האלקטרומגנטי) לכניסת ההספק האקטיבית לאנטנה.זה תמיד פחות מ-1.
גל קיטוב אנטנה
גל אלקטרומגנטי נע בחלל, אם כיוון וקטור השדה החשמלי נשאר נייח או מסתובב לפי כלל מסוים, זה נקרא גל קיטוב, הידוע גם כגל קיטוב האנטנה, או גל מקוטב.בדרך כלל ניתן לחלק לקיטוב מישור (כולל קיטוב אופקי וקיטוב אנכי), קיטוב מעגלי וקיטוב אליפטי.
כיוון הקיטוב
כיוון השדה החשמלי של גל אלקטרומגנטי מקוטב נקרא כיוון הקיטוב.
משטח הקיטוב
המישור שנוצר על ידי כיוון הקיטוב וכיוון ההתפשטות של הגל האלקטרומגנטי המקוטב נקרא מישור הקיטוב.
קיטוב אנכי
הקיטוב של גלי רדיו, לעתים קרובות עם כדור הארץ כמשטח הסטנדרטי.גל הקיטוב ששטח הקיטוב שלו מקביל למישור הנורמלי של כדור הארץ (מישור אנכי) נקרא גל הקיטוב האנכי.כיוון השדה החשמלי שלו מאונך לכדור הארץ.
קיטוב אופקי
גל הקיטוב המאונך לפני השטח הרגיל של כדור הארץ נקרא גל קיטוב אופקי.כיוון השדה החשמלי שלו מקביל לכדור הארץ.
מישור הקיטוב
אם כיוון הקיטוב של הגל האלקטרומגנטי נשאר בכיוון קבוע, זה נקרא קיטוב מישור, הידוע גם כקיטוב ליניארי.ניתן לקבל את הקיטוב המישור במרכיבי השדה החשמלי המקבילים לכדור הארץ (רכיב אופקי) ומאונכים לפני השטח של כדור הארץ, שלמשרעות המרחביות שלו יש גדלים יחסיים שרירותיים.גם קיטוב אנכי וגם אופקי הם מקרים מיוחדים של קיטוב מישור.
קיטוב מעגלי
כאשר הזווית בין מישור הקיטוב למישור הנורמלי הגיאודטי של גלי רדיו משתנה מ-0 ל-360 מעלות מעת לעת, כלומר, גודל השדה החשמלי אינו משתנה, הכיוון משתנה עם הזמן, ומסלול הסוף של וקטור השדה החשמלי מוקרן כמעגל במישור המאונך לכיוון ההתפשטות, זה נקרא קיטוב מעגלי.ניתן לקבל קיטוב מעגלי כאשר לרכיבים האופקיים והאנכיים של השדה החשמלי יש אמפליטודות והפרשי פאזה שוות של 90° או 270°.קיטוב מעגלי, אם משטח הקיטוב מסתובב עם הזמן ויש לו קשר ספירלי נכון עם כיוון התפשטות הגל האלקטרומגנטי, זה נקרא קיטוב מעגלי ימני;להיפך, אם מערכת יחסים ספירלית שמאלית, אמר קיטוב מעגלי שמאלי.
האליפטיקל מקוטב
אם הזווית בין מישור קיטוב גלי הרדיו למישור הנורמלי הגיאודטי משתנה מעת לעת מ-0 ל-2π, ומסלול קצה וקטור השדה החשמלי מוקרן כאליפסה במישור המאונך לכיוון ההתפשטות, זה נקרא אליפטי קיטוב.כאשר המשרעת והפאזה של הרכיבים האנכיים והאופקיים של השדה החשמלי הם בעלי ערכים שרירותיים (למעט כאשר שני הרכיבים שווים), ניתן לקבל את הקיטוב האליפטי.
אנטנת גל ארוך, אנטנת גל בינוני
זהו מונח כללי לשידור או קבלה של אנטנות הפועלות ברצועות גל ארוך ובינוני.גלים ארוכים ובינוניים מתפשטים כגלי קרקע וגלי שמיים, המשתקפים באופן רציף בין היונוספירה לכדור הארץ.על פי מאפיין התפשטות זה, אנטנות גל ארוך ובינוני צריכות להיות מסוגלות לייצר גלים מקוטבים אנכית.באנטנת הגל הארוך והבינוני, נעשה שימוש נרחב באנטנת קרקע אנכית מסוג אנכי, מסוג L הפוך, מסוג T וסוג מטריה.לאנטנות גל ארוך ובינוני צריכה להיות רשת קרקע טובה.ישנן בעיות טכניות רבות באנטנת גלים ארוכים ובינוניים, כגון גובה יעיל קטן, התנגדות קרינה נמוכה, יעילות נמוכה, פס מעבר צר ומקדם כיווניות קטן.על מנת לפתור בעיות אלו, מבנה האנטנה לרוב מורכב מאוד וגדול מאוד.
אנטנת גלים קצרים
אנטנות המשדר או המקבל הפועלות ברצועת הגלים הקצרים נקראות ביחד אנטנות גל קצר.גל קצר מועבר בעיקר על ידי גל השמים המשתקף על ידי היונוספירה והוא אחד האמצעים החשובים של תקשורת רדיו מודרנית למרחקים ארוכים.ישנן צורות רבות של אנטנות גל קצר, ביניהן הנפוצות ביותר הן אנטנה סימטרית, אנטנה אופקית בפאזה, אנטנת גל כפול, אנטנה זוויתית, אנטנה בצורת V, אנטנת מעוינים, אנטנת עצם דג וכן הלאה.בהשוואה לאנטנת הגלים הארוכים, לאנטנת הגלים הקצרים יש את היתרונות של גובה אפקטיבי גבוה יותר, התנגדות קרינה גבוהה יותר, יעילות גבוהה יותר, כיווניות טובה יותר, רווח גבוה יותר ופס מעבר רחב יותר.
אנטנת גל אולטרה קצר
אנטנות השידור והקליטה הפועלות ברצועת הגלים האולטרה-קצרים נקראות אנטנות גלים אולטרה-קצרים.גלים אולטרה קצרים נעים בעיקר על ידי גלי חלל.ישנן צורות רבות של אנטנה מסוג זה, ביניהן אנטנת יאקי הנפוצה ביותר, אנטנת צלחת חרוטית, אנטנה חרוטית כפולה, אנטנת שידור טלוויזיה "כנף עטלף" וכן הלאה.
אנטנת מיקרוגל
האנטנות המשדרות או המקבלות הפועלות ברצועות הגל של גל מטר, גל דצימטר, גל סנטימטר וגל מילימטר מכונות ביחד אנטנות מיקרוגל.מיקרוגל תלוי בעיקר בהתפשטות גלי החלל, על מנת להגדיל את מרחק התקשורת, האנטנה מוגדרת גבוה יותר.באנטנת המיקרוגל, האנטנה הפרבולואידית בשימוש נרחב, אנטנת קרן פרבולואידית, אנטנת צופר, אנטנת עדשה, אנטנה מחוררת, אנטנה דיאלקטרית, אנטנת פריסקופ וכן הלאה.
אנטנה כיוונית
אנטנה כיוונית היא מעין אנטנה שמשדרת ומקבלת גלים אלקטרומגנטיים באחד או כמה כיוון ספציפי בצורה חזקה במיוחד, בעוד ששידור וקליט גלים אלקטרומגנטיים בכיוונים אחרים הוא אפס או קטן מאוד.מטרת השימוש באנטנת שידור כיוונית היא להגביר את הניצול האפקטיבי של כוח הקרינה ולהגביר את הסודיות.המטרה העיקרית של שימוש באנטנת קליטה כיוונית היא להגביר את יכולת האנטי-הפרעות.
אנטנה לא כיוונית
האנטנה המקרינה או קולטת גל אלקטרומגנטי באופן אחיד לכל הכיוונים נקראת אנטנה לא כיוונית, כגון אנטנת שוט המשמשת במכונת תקשורת קטנה וכו'.
אנטנת פס רחב
אנטנה שמאפייני הכיווניות, העכבה והקיטוב שלה נשארים כמעט קבועים על פני פס רחב נקראת אנטנה רחב פס.לאנטנה המוקדמת של פס רחב יש אנטנת מעוינים, אנטנת V, אנטנת גלים כפולים, אנטנת קונוס דיסק וכו', לאנטנה הרחב החדשה יש אנטנת תקופה לוגריתמית וכו'.
כוונון האנטנה
אנטנה שיש לה כיווניות קבועה מראש רק בפס תדרים צר מאוד נקראת אנטנה מכוונת או אנטנה כיוונית מכוונת.בדרך כלל, הכיווניות של אנטנה מכוונת נשארת קבועה רק עד 5 אחוזים מהפס ליד תדר הכוונון שלה, בעוד שבתדרים אחרים הכיווניות משתנה כל כך עד שהתקשורת מופרעת.אנטנות מכוונות אינן מתאימות לתקשורת עם גלים קצרים בתדרים משתנים.אותו דבר - אנטנה אופקית פאזה, אנטנה מקופלת ואנטנת זיגזג הן כולן אנטנות מכוונות.
אנטנה אנכית
אנטנה אנכית מתייחסת לאנטנה הממוקמת בניצב לקרקע.יש לו צורות סימטריות ואסימטריות, והאחרון נמצא בשימוש נרחב יותר.אנטנות אנכיות סימטריות מוזנות בדרך כלל במרכז.האנטנה האנכית האסימטרית ניזונה בין תחתית האנטנה לקרקע, וכיוון הקרינה המרבי שלה מתרכז בכיוון הקרקע כאשר הגובה נמוך מ-1/2 אורך גל, כך שהיא מתאימה לשידור.אנטנה אנכית אסימטרית נקראת גם אנטנת קרקע אנכית.
יוצקים L אנטנה
אנטנה שנוצרה על ידי חיבור מוביל אנכי לקצה אחד של חוט אופקי יחיד.בגלל צורתו כמו האות האנגלית L הפוך, היא נקראת אנטנה L הפוכה.ה-γ של האות הרוסית הוא ה-L ההפוך של האות האנגלית.לכן, אנטנה מסוג γ נוחה יותר.זוהי צורה של אנטנה מקורקעת אנכית.על מנת לשפר את יעילות האנטנה, חלקה האופקי יכול להיות מורכב ממספר חוטים המסודרים על אותו מישור אופקי, וניתן להתעלם מהקרינה המופקת מחלק זה, בעוד מהקרינה המופקת מהחלק האנכי כן.אנטנות L הפוכות משמשות בדרך כלל לתקשורת גלים ארוכים.היתרונות שלו הם מבנה פשוט והקמה נוחה;החסרונות הם טביעת רגל גדולה, עמידות ירודה.
אנטנת T
במרכז החוט האופקי מחברים מוביל אנכי שצורתו דומה לאות האנגלית T, אז הוא נקרא T-antenna.זהו הסוג הנפוץ ביותר של אנטנה מוארקת אנכית.החלק האופקי של הקרינה זניח, הקרינה מופקת על ידי החלק האנכי.על מנת לשפר את היעילות, הקטע האופקי יכול להיות מורכב גם מיותר מחוט אחד.לאנטנה בצורת T יש את אותם מאפיינים כמו האנטנה ההפוכה בצורת L.הוא משמש בדרך כלל לתקשורת גלים ארוכים וגלים בינוניים.
אנטנת מטריה
בחלקו העליון של חוט אנכי בודד מובלים כמה מוליכים מוטים לכל הכיוונים, כך שצורת האנטנה היא כמו מטריה פתוחה, ולכן היא נקראת אנטנת מטריה.זוהי גם סוג של אנטנה מוארקת אנכית.המאפיינים והשימושים שלו זהים לאנטנות הפוכות בצורת L ו-T.
אנטנת שוט
אנטנת שוט היא אנטנת מוט אנכית גמישה, שאורכה בדרך כלל הוא 1/4 או 1/2 אורך גל.רוב אנטנות השוט משתמשות ברשת במקום בחוט הארקה.אנטנות שוט קטנות משתמשות לעתים קרובות במעטפת המתכת של תחנת רדיו קטנה כרשת קרקע.לפעמים על מנת להגדיל את הגובה האפקטיבי של אנטנת השוט, ניתן להוסיף כמה להבי חישור קטנים לחלק העליון של אנטנת השוט או להוסיף השראות לקצה האמצעי של אנטנת השוט.ניתן להשתמש באנטנת השוט עבור מכונת תקשורת קטנה, מכונת צ'אט, רדיו לרכב וכו'.
אנטנה סימטרית
שני חוטים באורך שווה, מנותקים במרכז ומחוברים להזנה, יכולים לשמש כאנטנות משדרות וקליטות, אנטנה כזו נקראת אנטנה סימטרית.מכיוון שלעיתים אנטנות נקראות מתנדים, אנטנות סימטריות נקראות גם מתנדים סימטריים, או אנטנות דיפול.מתנד סימטרי באורך כולל של חצי אורך גל נקרא מתנד חצי גל, הידוע גם כאנטנה דיפול חצי גל.זוהי אנטנת האלמנטים הבסיסית ביותר והנפוץ ביותר.אנטנות מורכבות רבות מורכבות ממנו.למתנד חצי גל יש מבנה פשוט והזנה נוחה.הוא נמצא בשימוש נרחב בתקשורת שדה קרוב.
אנטנת כלוב
זוהי אנטנה כיוונית חלשה בפס רחב.זהו גליל חלול המוקף בכמה חוטים במקום גוף קרינת חוט בודד באנטנה סימטרית, מכיוון שגוף הקרינה בצורת כלוב, זה נקרא אנטנת כלוב.רצועת ההפעלה של אנטנת הכלוב רחבה וקלה לכיוון.זה מתאים לתקשורת קו מטען מטווח קרוב.
אנטנת צופר
שייך למעין אנטנה סימטרית, אך שתי זרועותיה אינן מסודרות בקו ישר, ובזווית של 90° או 120°, מה שנקרא אנטנה זוויתית.סוג זה של אנטנה הוא בדרך כלל מכשיר אופקי, הכיווניות שלו אינה משמעותית.על מנת להשיג את מאפייני הפס הרחב, שתי הזרועות של האנטנה הזוויתית יכולות לאמץ גם את מבנה הכלוב, הנקרא אנטנת הכלוב הזוויתי.
שווה ערך לאנטנה
כיפוף המתנדים לאנטנות סימטריות מקבילות נקרא אנטנה מקופלת.ישנן מספר צורות של אנטנה מומרת כפול-חוטים, אנטנה מומרת תלת-חוטית ואנטנה מרובה חוטים.בעת כיפוף, הזרם בנקודה המתאימה בכל קו צריך להיות באותו שלב.מרחוק כל האנטנה נראית כמו אנטנה סימטרית.אבל בהשוואה לאנטנה הסימטרית, הקרינה של האנטנה המומרת מוגברת.עכבת הכניסה גדלה כדי להקל על הצימוד עם המזין.האנטנה המקופלת היא אנטנה מכוונת בתדר הפעלה צר.הוא נמצא בשימוש נרחב ברצועות גל קצר ואולטרה קצר.
אנטנת V
אנטנה המורכבת משני חוטים בזווית זה לזה בצורת האות V. המסוף יכול להיות פתוח או מחובר עם התנגדות השווה לעכבה האופיינית של האנטנה.האנטנה בצורת V היא חד כיוונית וכיוון השידור המרבי הוא במישור האנכי לאורך קו הזווית.החסרונות שלו הם יעילות נמוכה וטביעת רגל גדולה.
אנטנה מעובעת
זו אנטנה עם פס רחב.הוא מורכב מיהלום אופקי התלוי על ארבעה עמודים, אחד מהיהלום מחובר למזין בזווית חדה, והשני מחובר להתנגדות מסוף השווה לעכבה האופיינית של אנטנת היהלום.הוא חד-כיווני במישור האנכי המצביע לכיוון ההתנגדות המסוף.
היתרונות של אנטנת מעוינים הם רווח גבוה, כיווניות חזקה, פס רחב, קל להגדרה ולתחזוקה;החיסרון הוא טביעת הרגל הגדולה.לאחר שהאנטנה המעוינת מעוותת, קיימות שלוש צורות של אנטנה מעוינת כפולה, אנטנה מעוינת תשובה ואנטנה מעוינת מתקפלת.אנטנת מעוין משמשת בדרך כלל בתחנות מקלט גלים קצרים בינוניים וגדולים.
אנטנת חרוט צלחת
זו אנטנת גל אולטרה קצר.החלק העליון הוא דיסק (גוף קרינה), המוזן מקו הליבה של הקו הקואקסיאלי, והחלק התחתון הוא קונוס, המחובר למוליך החיצוני של הקו הקואקסיאלי.ההשפעה של החרוט דומה לזו של הקרקע האינסופית.שינוי זווית ההטיה של החרוט יכול לשנות את כיוון הקרינה המרבי של האנטנה.יש לו פס תדרים רחב במיוחד.
זמן פרסום: 23 ביולי 2022