Мөгезле антенналар микродулкынлы һәм миллиметр дулкынлы инженериядә иң киң кулланыла торган юнәлешле антенналар арасында. Аларның гади механик төзелеше, фаразлап була торган нурланыш үзенчәлекләре, чагыштырмача түбән чагылышы һәм уртачадан югарыга кадәр көчәю сәләте аларны антенна үлчәүләрендә, электромагнитлык сыешлы чыбыкларны сынауда, радарда, элемтә системаларында, тукландыру системаларында һәм радиоешлыклы лабораторияләрдә кыйммәтле итә.
Мөгезле антенна, нигездә, дип саналырга мөмкинәкренләп ачыла торган диафрагма белән дулкын үткәргечЭлектромагнит дулкыннарның дулкын үткәргечтән буш урынга кинәт күчүенә юл кую урынына, яктыртылган өлеш әкренрәк трансформация тәэмин итә. Бу импеданс туры килүен яхшыртырга ярдәм итә һәм электромагнит энергиянең күбрәк өлешен контрольдә тотылган нурланыш нурына юнәлтә.
Дулкын үткәргеч геометриясенә һәм диафрагманың киңәю юнәлешенә карап, мөгезле антенналар берничә формада, шул исәптәнсектораль мөгезләр, пирамида мөгезләре һәм конус мөгезләреБашлангыч мәкаләдә бу өч конфигурация мөгезле антенна структураларына төп кереш буларак кулланыла.
1. Сигналлы антенна ничек эшли?
Дулкын үткәргеч электромагнит энергияне үткәргеч структура эчендә чикли. Җитәкләнгән дулкын ачык очка җиткәч, энергиянең бер өлеше буш киңлеккә нурлана, ә бер өлеше дулкын үткәргеч һәм буш киңлек импеданслары арасындагы күчеш аркасында чагылышырга мөмкин.
Мөгезле антенна дулкын үткәргечнең кисемтәсен диафрагмага таба әкренләп арттыру юлы белән бу күчүнең кискенлеген киметә.
Электромагнит дулкыны кабынган кисемтә аша таралганда, кыр зуррак диафрагма аша киңәя. Аннары диафрагма буш урынга нурлана һәм юнәлешле нур барлыкка китерә.
Шуңа күрә факел ике мөһим максатка хезмәт итә:
- Ул дулкын үткәргеч һәм буш урын арасында шомарак күчүне тәэмин итә.
- Ул нәтиҗәле нурланыш диафрагмасын арттыра, юнәлешне һәм көчәйтүне арттыра.
Мөгезнең шулай эшләвен билгеләп үтү мөһимчагылышларны яки басып торган дулкыннарны тулысынча бетермәүКиресенчә, тиешенчә эшләнгән сигнал чагылышны киметә һәм яхшы импеданс туры килүен тәэмин итә ала, бу гадәттә чагыштырмача түбән VSWRда чагыла.
1 нче рәсем. Әкренләп янып торган дулкынүткәргеч диафрагмасы булган типик мөгезле антенна.
2. Мөгезле антенналарның эшләү ешлыгы
Мөгезле антенналарның бер универсаль ешлык диапазоны юк.
Аларның эшләү ешлыгы күбесенчә түбәндәгеләр белән билгеләнәдулкын үткәргечнең үлчәмнәре, дулкын үткәргеч режимы, диафрагма геометриясе, туклану структурасы һәм максатчан полоса киңлеге.
Традицион мөгезле антенналар, бигрәк тә, микродулкынлы һәм миллиметр дулкынлы ешлыкларда киң таралган, чөнки дулкын озынлыгы кимегән саен, дулкын үткәргечнең үлчәмнәре гамәли була бара. Шулай да, махсус эшләнгән киң полосалы мөгезле конструкцияләр түбәнрәк ешлыкларда да эшли ала, ә төгәл дулкын үткәргеч мөгезләре миллиметр дулкынлы һәм суб-THz диапазоннарына кадәр сузыла ала.
Мәсәлән, мөгезле антенна конструкцияләрен йөзләгән мегагерц диапазоныннан алып 100 ГГц тан артык ешлыкларга кадәр табарга мөмкин. RF MISO хәзерге вакытта эшли торган киң полосалы мөгезле конфигурацияләр тәкъдим итә.300–750 МГц, шулай ук конуссыман мөгез антенналарын каплап тора220–325 ГГц, бу антенна гаиләсенең гамәли ешлык диапазоны ни дәрәҗәдә киң була алуын күрсәтә.
3. Мөгезле антенналарның төп төрләре
3.1 Сектораль мөгезле антенна
Турыпочмаклы дулкын үткәргеч бер генә яссылыкта яндырылганда сектораль мөгез барлыкка килә.
Әгәр дулкын үткәргеч киңәйтелсәЭлектрон самолет, структура дип аталаЕ-ясалма сектораль мөгезӘгәр киңәю ... да булсаH-ясалма, ул дип аталаH-формасындагы сектораль мөгез.
Диафрагма үлчәме бер генә яссылыкта артканлыктан, нур формалашуы шул туры килгән яссылыкта ныграк күренә.
3.2 Пирамида мөгезле антенна
Пирамида мөгезе турыпочмаклы дулкын үткәргечне E-яссылыгы һәм H-яссылыгы юнәлешләрендә яктыртканда барлыкка килә.
Нәтиҗәдә барлыкка килгән структура кыскартылган пирамидага охшаган һәм ике үлчәмдә дә диафрагма киңәюен тәэмин итә.
Пирамида мөгезләре киң кулланыластандарт көчәйтү сигналлары һәм эталон антенналарычөнки аларның көчәюен һәм нурланыш үрнәкләрен төгәл характерларга мөмкин.
Мәсәлән, RF MISO күп санлы микродулкынлы һәм миллиметрлы дулкын диапазоннарында стандарт көчәйтү мөгезле антенналары тәкъдим итә. Аның WR10 стандарт көчәйтү мөгезле гаиләсенә түбәндәге модельләр керә:75 - 110 ГГц, билгеләнгән көчәйтү, VSWR, поляризация һәм нур киңлеге характеристикалары белән.
3.3 Конус мөгезле антенна
Конуссыман мөгез, гадәттә, түгәрәк дулкын үткәргечне түгәрәк апертурага таба әкренләп киңәйтү юлы белән формалаша.
Пирамида мөгезеннән аермалы буларак, ул турыпочмаклы дулкын үткәргечтән барлыкка килә, конус мөгезе әйләнү симметрияле геометриягә ия.
Конуссыман мөгезле антенналар гадәттә микродулкынлы, миллиметр дулкынлы, тукландыру һәм үлчәү кушымталарында кулланыла. Тукландыру структурасына һәм поляризация челтәренә карап, алар шулай ук махсуслаштырылган поляризация конфигурацияләрен дә хуплый ала.
2 нче рәсем. Мөгезле антеннаның типик конфигурацияләре: Е-яссылык сектораль, H-яссылык сектораль, пирамида һәм конус мөгезләре.
4. Кабызу почмагы, диафрагма зурлыгы һәм мөгез озынлыгы
Сигналның геометриясе аның электромагнит эшчәнлегенә турыдан-туры йогынты ясый.
Өч мөһим проект параметры:
кабыну почмагы, диафрагма зурлыгы һәм мөгез озынлыгы.
Зуррак диафрагма, гадәттә, югарырак юнәлеш һәм таррак нур бирә ала, ләкин кабыну почмагын арттыру гына автоматик рәвештә яхшырак эшчәнлек бирми.
Әгәр сигнал бирелгән диафрагма зурлыгы өчен бик кыска булса, диафрагма буйлап артык фаза үзгәреше барлыкка килергә мөмкин. Бу диафрагма нәтиҗәлелеген киметә һәм нурланыш схемасын начарайта ала.
Киресенчә, мөгезне артык озын итү механик зурлыкны һәм авырлыкны арттыра, ләкин бу аның эшчәнлеген пропорциональ рәвештә яхшыртуга китерми.
Шуңа күрә мөгез дизайны баланслауны үз эченә ала:
- Диафрагма зурлыгы
- Ялкынлану почмагы
- Озынлык
- Фаза хатасы
- Табыш
- Нур киңлеге
- Механик үлчәмнәр
5. Нурланыш үрнәге һәм нур үзенчәлекләре
Мөгезле антенналар, гадәттә, юнәлешле радиаторлар.
Электромагнит энергиясе, нигездә, диафрагма аша алга юнәлтелгән, һәм ян өлешләре белән бергә ачык билгеләнгән төп нур барлыкка китерә.
Ике нурланыш үрнәген кисү аеруча мөһим:
- E-яссылык нурланыш үрнәге
- H-яссылык нурланыш үрнәге
...3 дБ нур киңлегегадәттә нурланыш көче үзенең максималь кыйммәтеннән 3 дБ түбән төшкән ике нокта арасындагы төп нурның почмак киңлеген тасвирлау өчен кулланыла.
Гомумән алганда, дулкын озынлыгына карата эффектив диафрагманы арттыру юнәлешне арттыра һәм нурның тараюына китерә.
Бу мөнәсәбәтне миллиметр дулкынлы мөгезле антенналарда да күзәтергә мөмкин. Мәсәлән, RF MISO'ның 75–110 ГГц стандарт көчәйтү мөгезләре көчәйтү һәм VSWR мәгълүматлары белән бергә E-яссылык һәм H-яссылык нур киңлеге характеристикаларын күрсәтә.
3 нче рәсем. Электромагнит дулкын киңәюе һәм мөгезле диафрагма аша нурланыш иллюстрациясе.
6. Мөгезле антенналарның өстенлекләре
Радиоелемтәләр һәм микродулкынлы системалар өчен мөгезле антенналар берничә өстенлек бирә:
Яхшы юнәлеш
Зурайтылган диафрагма нурланышны алга таба юнәлтә.
фаразланырлык нурланыш үзенчәлекләре
Яхшы эшләнгән мөгезле антенналар тотрыклы һәм яхшы билгеләнгән E-яшеллек һәм H-яшеллек үрнәкләрен тәэмин итә ала.
Яхшы импеданс туры килүе
Дулкын үткәргечтән буш урынга әкренләп күчү чагылышны киметергә һәм түбән VSWRны сакларга ярдәм итә ала.
Уртачадан югарыга кадәр арту
Төрле көчәйтү дәрәҗәләрен тәэмин итү өчен төрле диафрагма зурлыклары һәм мөгез озынлыклары проектланырга мөмкин.
Чагыштырмача гади структура
Күп кенә катлаулы югары көчәйткечле антенна архитектуралары белән чагыштырганда, гадәти мөгезләр механик яктан гади һәм нык.
Югары ешлыклы үлчәүләр өчен яраклы
Аларның дулкын үткәргечкә нигезләнгән архитектурасы мөгезле антенналарны микродулкынлы һәм миллиметр дулкын үлчәү системаларында аеруча кыйммәтле итә.
7. Дизайнны исәпкә алу һәм чикләүләр
Мөгезле антенналар шулай ук берничә инженерлык компромиссын үз эченә ала.
Югарырак көчәйтү өчен, гадәттә, зуррак электр апертурасы кирәк, бу антеннаның физик үлчәмнәрен арттырырга мөмкин.
Диафрагма буенча фаза бүленешенең кабул ителгән булуын тәэмин итү өчен, диафрагма зурлыгы, мөгез озынлыгы һәм кабыну почмагы арасындагы бәйләнешне дә игътибар белән контрольдә тотарга кирәк.
Бик югары ешлыкларда эшкәртү төгәллеге, өслек сыйфаты, дулкын үткәргеч үлчәмнәре һәм фланецны тигезләү мөһимрәк була бара, чөнки хәтта чагыштырмача кечкенә механик хаталар да дулкын озынлыгының зур өлешен тәшкил итә ала.
Шуңа күрә инженерларга көчәйтү һәм ешлык диапазонын гына түгел, ә түбәндәгеләрне дә бәяләргә кирәк:
VSWR, поляризация, кросс-поляризация эшчәнлеге, нур киңлеге, ян өлеш дәрәҗәсе, ЕШ интерфейсы, көч белән идарә итү һәм механик толерантлык.
8. Мөгезле антенналарның кулланылышы
Юнәлешле нурланыш, тотрыклы үзенчәлекләр һәм дулкын үткәргеч системалары белән туры килүчәнлек аркасында, мөгезле антенналар түбәндәге өлкәләрдә киң кулланыла:
- Антенна көчәйтүне үлчәү
- Радиация үрнәген үлчәү
- EMC һәм EMI сынаулары
- Радар системалары
- Микродулкынлы һәм миллиметр-дулкынлы элемтә
- Спутник антеннасын сынау
- Юнәлеш табу һәм күзәтү
- Анехой камерасын үлчәү
- Рефлектор антеннасы ашатулары
- Радиоелемтәләр буенча тикшеренүләр һәм лаборатория системалары
- Калибрлау һәм эталон антенна кушымталары
Киң полосалы сигнал мөгезләре конструкцияләре шулай ук үлчәү һәм күзәтү системалары өчен киң эш полосасы киңлеген тәэмин итә ала. Мәсәлән, RF MISO'ның 18–40 ГГц киң полосалы сигнал мөгезләре антенналары микродулкынлы сынаулар, антенна үлчәүләре, юлдаш антеннасын сынау, юнәлеш табу, күзәтү һәм электромагнитлык көчәнеш белән бәйле үлчәүләр кебек кушымталар өчен билгеләнгән.
Йомгак
Мөгезле антенна юнәлтелгән электромагнит дулкынны әкренләп киңәюче дулкынүткәргеч диафрагма аша юнәлешле ирекле киңлек нурланышына әйләндерә.
Аның берләшмәсеяхшы импеданс туры килүе, юнәлешле нурланыш, фаразланырлык нурланыш үзенчәлекләре, файдалы көчәйтү һәм чагыштырмача гади конструкциявалны микродулкынлы һәм миллиметр дулкынлы инженериядә иң мөһим антенна конструкцияләренең берсенә әйләндерде.
Сектораль һәм пирамида мөгезләреннән алып конус һәм киң полосалы конструкцияләргә кадәр, төрле структураларны билгеле бер ешлык диапазоннары, поляризация таләпләре, көчәйтү дәрәҗәләре һәм үлчәү мохите өчен оптимальләштерергә мөмкин.
Мөгезле антенна сайлаган инженерлар өчен ешлык диапазоны башлангыч нокта гына. Көчәйтү, VSWR, нур киңлеге, поляризация, дулкын үткәргеч яки коаксиаль интерфейс, көч белән идарә итү һәм механик үлчәмнәр - болар барысы да тулы RF системасы таләпләренә туры китереп бәяләнергә тиеш.
Бастырып чыгару вакыты: 2026 елның 21 августы
