jaunumi
Kā antenas faktiski darbojas?
2021-9-16 www.whwireless.com
Aptuvenās 8 minūtes, lai pabeigtu lasīšanu
Antenas tiek plaši izmantoti telekomunikācijās, piemēram, radiosakaros, radio un televīzijā.
Antenas uztver elektromagnētiskos viļņus un pārvērš tos elektriskos signālos vai uztver elektriskos signālus un izstaro tos kā elektromagnētiskos viļņus.
Šajā rakstā apskatīsim zinātni, kas ir aiz tās antenas.
Ja mums ir elektrisks signāls, kā to pārvērst elektromagnētiskajā vilnī?
Jūs, iespējams, domājat vienkāršu atbildi: izmantot slēgtu vadu, kas ar elektromagnētiskās indukcijas principa palīdzību spēs radīt mainīgu magnētisko lauku un elektrisko lauku ap to.
Tomēr šis svārstīgais lauks ap avotu nav noderīgs signāla pārraidei.
Šeit elektromagnētiskais lauks neizplatās, tas vienkārši svārstās.
Antenā elektromagnētiskie viļņi ap avotu ir jāatdala no avota, un tiem vajadzētu izplatīties.
Pirms mēs skatāmies, kā izveidot antenu, sapratīsim antenas fiziku.
Viļņu atdalīšana apsver pozitīva un negatīva lādiņa izvietošanu. Šo lādiņu pāri, kas izvietoti ļoti tuvu viens otram, sauc par dipolu, un tie acīmredzami rada elektrisko lauku, kā parādīts diagrammā.
Pieņemot, ka šie lādiņi ir tādi, kā parādīts attēlā, svārstās to ceļa viduspunktā, ātrums sasniegs maksimumu, un ceļa beigās ātrums būs nulle, un ātruma izmaiņu dēļ lādētās daļiņas piedzīvos secīgu secību. paātrinājumi un palēninājumi.
Tagad uzdevums ir noskaidrot, kā panākt, lai šīs kustības dēļ elektromagnētiskais lauks mainītos.
Pievērsīsim uzmanību tikai vienai elektriskā lauka līnijai, kas izplešas un deformējas viļņa priekšā, kas veidojas nulles laikā pēc vienas astotās daļas.
Kā parādīts diagrammā.
Jūs varat būt pārsteigts, gaidot, ka šajā vietā tiks parādīts vienkāršs elektriskais lauks, kā parādīts zemāk.
Kāpēc elektriskais lauks paplašinās, veidojot tādu elektrisko lauku kā šis?
Tas ir tāpēc, ka paātrinoši vai palēninoši lādiņi rada zināmu elektriskā lauka atmiņas efektu un vecais elektriskais lauks nav viegli pielāgojams jaunajam elektriskajam laukam. Paies zināms laiks, lai saprastu šo atmiņas efektu elektrisko lauku vai paātrinošos vai palēninošos lādiņus, ko rada kink.
Mēs sīkāk apspriedīsim šo interesanto tēmu citā rakstā.
Ja mēs turpināsim analīzi tādā pašā veidā, mēs redzēsim, ka ceturkšņa laika periodā viļņu fronte satiekas vietā, kur.
Pēc tam viļņu frontes atdalās un izplatās.
Ņemiet vērā, ka šis mainīgais elektriskais lauks automātiski ģenerē magnētisko lauku, kas ir perpendikulārs viņa izmaiņām.
Ja uzzīmējat elektriskā lauka intensitātes izmaiņas ar attālumu, varat redzēt, ka viļņu izplatīšanās pēc būtības ir sinusoidāla.
Interesanti atzīmēt, ka iegūtais izplatīšanās viļņa garums ir tieši divas reizes garāks par dipols.
Tas ir tieši tas, kas mums vajadzīgs antenā; īsi sakot, ja mēs varam sakārtot svārstīgus pozitīvos un negatīvos lādiņus, mēs varam izveidot antenu.
Praksē šo svārstīgo lādiņu var viegli iegūt, paņemot centrā izliektu vadošu stieni un pieliekot centrā sprieguma signālu, pieņemot, ka tas ir laika mainīgs signāls, ņemiet vērā situāciju, kad 0 brīdī sprieguma dēļ elektrons izies no dipola labās puses un tiks uzkrāta kreisajā pusē.
Tas nozīmē, ka zaudējošā elektrona otrs gals tiks automātiski uzlādēts pozitīvi.
Šis izkārtojums rada tādu pašu efektu kā iepriekšējais dipola lādiņa korpuss, t.i., stieples galā ir pozitīvs un negatīvs lādiņš, un, mainoties spriegumam, laika gaitā pozitīvie un negatīvie lādiņi pārvietojas uz priekšu un atpakaļ, tādējādi radot viļņu izplatīšanos.
Tagad mēs esam redzējuši, kā antena darbojas kā raidītājs, pārraidītā signāla frekvence būs tāda pati kā pielietotā sprieguma signāla frekvence:
Tā kā izplatīšanās notiek gaismas ātrumā, mēs varam viegli aprēķināt izplatīšanās viļņa garumu pie.
Par perfektu pārnešana , antenas garumam jābūt pusei no viļņa garuma. Antenas darbība ir atgriezeniska, un tā var darboties kā uztvērējs.
Ja tajā izplatās elektromagnētiskais lauks, mēs atkal izmantosim to pašu antenu un tajā brīdī pielietosim elektrisko lauku, vienā stieņa galā uzkrāsies elektroni, tas ir tāds pats kā elektriskais dipols, kad pielietotais elektriskais lauks maina pozitīvi un negatīvi lādiņi, kas uzkrājas otrā galā, mainīgā lādiņa uzkrāšanās nozīmē, ka antenas centrā tiek ģenerēts mainīgs sprieguma signāls.
Šis sprieguma signāls ir antena kad tas darbojas kā uztvērējs, un izejas sprieguma signāla frekvence ir tāda pati kā uztvertā viļņa frekvence.
No elektriskā lauka struktūras ir skaidrs, ka, lai iegūtu vēlamo uztveršanu, antenai jābūt pusei no viļņa garuma.
Visās šajās diskusijās mēs esam redzējuši, ka antena ir atvērta ķēde, tagad apskatīsim dažas faktiskās antenas un to darbību.
Agrāk TV uztveršanā kā dipola uztveršanai tika izmantota dipola uztveršanas antena ar krāsainu joslu antena , šai antenai bija vajadzīgs arī atstarotājs un vadotne, lai savāktu signālu uz dipola, šī pilnā struktūra bija pazīstama kā Yagi-Uda antena.
The dipola antena pārveido saņemto signālu par elektrisko signālu, un šie elektriskie signāli tiek pārraidīti uz televizoru, izmantojot koaksiālo kabeli.
Šodien mēs esam pārgājuši uz Dish TV antenu, kas sastāv no divām galvenajām sastāvdaļām, paraboliskā atstarotāja un zema trokšņa līmeņa pārveidotāja.
Paraboloīds saņem elektromagnētiskos signālus no satelīta un fokusē tos uz lnbf, kam ir īpaša forma un kas ir īpaši un precīzi izstrādāts.
Lnbf sastāv no padeves raga, viļņvada, PCB un zondes.
Zemāk redzamajā diagrammā varat redzēt, kā ienākošais signāls tiek fokusēts uz zondi caur barošanas ragu un viļņvadu
Kā mēs redzējām vienkāršā dipola gadījumā, tiek ierosināts spriegums, un šādi ģenerētais sprieguma signāls tiek ievadīts PCB signāla apstrādei.
Piemēram, signāls tiek filtrēts no augstām uz zemām frekvencēm un pēc apstrādes tiek pastiprināts, un šis elektriskais signāls tiek pārraidīts uz televizora bloku, izmantojot koaksiālo kabeli.
Ja ieslēdzat Lnb, jūs, visticamāk, atradīsit divas zondes, nevis vienu, otrā zonde ir perpendikulāra pirmajai, kas nozīmē, ka pieejamo spektru var izmantot divas reizes, nosūtot horizontālu vai vertikālu polarizāciju.
Viena zonde nosaka horizontāli polarizēto signālu, bet otra - vertikāli polarizēto signālu.
Klausulē, kuru turat rokās, tiek izmantota pilnīgi cita veida antena, ko sauc par plākstera antenu. Plākstera antena sastāv no metāla plākstera vai sloksnes, kas novietota uz zemes plaknes ar dielektriskā materiāla gabalu vidū, šeit metāla plāksteris tiek izmantots kā izstarojošais elements, un metāla plākstera garumam jābūt pusei no atbilstošā viļņa garuma pārraidīt un saņemt.
Lūdzu, ņemiet vērā, ka šeit ilustrētais plāksteru antenu apraksts ir ļoti vienkāršs.
