suuren vahvistuksen antenni
miten antennit oikeasti toimivat?
16.9.2021 www.whwireless.com
arviolta 8 minuuttia lukemisen lopettamiseen
antennit niitä käytetään laajalti televiestinnässä, esimerkiksi radioviestinnässä, radiossa ja televisiossa.
antennit poimivat sähkömagneettisia aaltoja ja muuntavat ne sähköisiksi signaaleiksi, tai poimivat sähköisiä signaaleja ja säteilevät niitä sähkömagneettisina aaltoina.
tässä artikkelissa, tarkastellaan's taustalla olevaa tiedettä antennit.
jos meillä on sähköinen signaali,, kuinka se muunnetaan sähkömagneettiseksi aalloksi?
sinulla on luultavasti mielessä yksinkertainen vastaus: eli käytä suljettua lankaa, joka, sähkömagneettisen induktion periaatteen, avulla pystyy synnyttämään vaihtelevan magneettikentän ja sen ympärille sähkökentän.
kuitenkin, tästä lähteen ympärillä olevasta vaihtelevasta kentästä ei ole mitään hyötyä signaalin siirrossa.
täällä sähkömagneettinen kenttä ei leviä, se vain vaihtelee.
antennissa, lähteen ympärillä olevat sähkömagneettiset aallot on erotettava lähteestä ja niiden tulee levitä.
Ennen kuin tarkastelemme antennin valmistamista,, ymmärrä 's antennin fysiikka.
aaltoerottelu ottaa huomioon positiivisen ja negatiivisen varauksen sijoituksen. tätä hyvin lähelle toisiaan järjestettyä varausparia kutsutaan dipoliksi, ja ne ilmeisesti tuottavat sähkökentän, kuten kaaviossa on esitetty..
olettaen, että nämä varaukset ovat kuvan mukaisesti, värähtelevät polun keskipisteessä,, nopeus saavuttaa maksiminsa ja niiden polun lopussa, nopeus on nolla, ja johtuen muutoksesta nopeudella, varautuneet hiukkaset kokevat peräkkäisiä kiihtyvyksiä ja hidastumia.
Nyt haasteena on selvittää, kuinka sähkömagneettinen kenttä saadaan vaihtelemaan tämän liikkeen takia.
keskitytään vain yhteen sähkökenttäviivaan, joka laajenee ja muotoutuu aallon edessä, joka muodostuu nollahetkellä, yhden kahdeksasosan. jälkeen.
kuten kaaviossa näkyy.
saatat yllättyä odottaessasi yksinkertaisen sähkökentän näkyvän tässä paikassa, kuten alla on esitetty.
miksi sähkökenttä laajenee muodostaen tämän kaltaisen sähkökentän?
koska kiihtyvät tai hidastuvat varaukset tuottavat jonkin verran sähkökentän muistiefektiä ja vanha sähkökenttä ei helposti mukaudu uuteen sähkökenttään., kestää jonkin aikaa ymmärtää tämä muistivaikutussähkökenttä tai kiihtyvät tai hidastuvat varaukset. mutkikkaasti.
keskustelemme tästä mielenkiintoisesta aiheesta yksityiskohtaisemmin toisessa artikkelissa.
jos jatkamme analyysiä samalla tavalla,, voimme nähdä, että neljännesajanjaksossa aaltorintama kohtaa pisteen, jossa.
tämän jälkeen, aaltorinteet eroavat ja etenevät.
Huomaa, että tämä muuttuva sähkökenttä generoi automaattisesti magneettikentän, joka on kohtisuorassa muutokseen nähden.
jos piirrät sähkökentän voimakkuuden vaihtelun etäisyyden mukaan,, voit nähdä, että aallon eteneminen on luonnostaan sinimuotoista.
on mielenkiintoista huomata, että tuloksena oleva etenemisaallonpituus on täsmälleen kaksi kertaa pitempi kuin dipoli.
Tämä on juuri sitä mitä tarvitsemme antennissa; lyhyesti sanottuna, jos pystymme järjestämään värähtelevät positiiviset ja negatiiviset varaukset,, voimme tehdä antennin.
käytännössä tämä värähtelevä varaus saadaan helposti aikaan ottamalla keskelle taivutettu johtava sauva ja syöttämällä keskelle jännitesignaali, olettaen, että tämä on ajassa vaihteleva signaali, harkitse tilannetta, jossa jännitteestä johtuen hetkellä 0 elektroni siirtyy pois dipolin oikealta puolelta ja kerääntyy vasemmalle puolelle.
tämä tarkoittaa, että häviävän elektronin toinen pää varautuu automaattisesti positiivisesti.
tämä järjestely tuottaa saman vaikutuksen kuin edellinen dipolivaraustapaus, eli .e. johdon päässä on positiivinen ja negatiivinen varaus, ja jännitteen muuttuessa ajan myötä positiivinen ja negatiivinen varaukset kulkevat edestakaisin, tuottaen näin aallon etenemistä.
olemme nyt nähneet kuinka antenni toimii lähettimenä, lähetettävän signaalin taajuus on sama kuin syötetyn jännitesignaalin taajuus:
koska eteneminen etenee valon nopeudella,, voimme helposti laskea etenemisen aallonpituuden .
täydelliseksi tarttuminen , antennin pituuden tulee olla puolet aallonpituudesta. antennin toiminta on käännettävissä ja se voi toimia kuten vastaanotin.
jos etenevä sähkömagneettinen kenttä osuu siihen, käytämme samaa antennia uudelleen ja kohdistamme sähkökentän siihen kohtaan, elektronit kerääntyvät sauvan toiseen päähän, tämä on sama kuin sähködipoli, kun käytetty sähkökenttä muuttaa toiseen päähän kerääntyviä positiivisia ja negatiivisia varauksia,, muuttuva varauksen kertyminen tarkoittaa, että muuttuva jännitesignaali syntyy antennin keskelle.
tämä jännitesignaali on lähtö antenni kun se toimii vastaanottimena, ja lähtöjännitesignaalin taajuus on sama kuin vastaanotetun a.m. aallon taajuus.
sähkökentän rakenteesta käy selvästi ilmi, että antennin tulee olla puolet aallonpituudesta halutun vastaanoton saamiseksi.
kaikessa tässä keskustelussa olemme nähneet, että antenni on avoin piiri,, katsokaamme nyt joitain todellisia antenneja ja kuinka ne toimivat.
aiemmin, TV-vastaanotossa käytettiin dipolivastaanottimena värillisellä nauhalla varustettua dipolivastaanottoantennia antenni , tämä antenni tarvitsi myös heijastimen ja ohjaimen signaalin keräämiseksi dipolista, tämä täydellinen rakenne tunnettiin yagi-uda-antennina.
the dipoliantenni muuntaa vastaanotetun signaalin sähköiseksi signaaliksi ja nämä sähköiset signaalit lähetetään TV-yksikköön koaksiaalikaapelin kautta.
tänään olemme siirtyneet lautasantennitelevisioon,, joka koostuu kahdesta pääkomponentista,, parabolisesta heijastimesta ja matalakohinaisesta alas-muuntimesta.
paraboloidi vastaanottaa sähkömagneettiset signaalit satelliitista ja fokusoi ne lnbf:hen,, jolla on erityinen muoto ja joka on suunniteltu erityisesti ja tarkasti.
lnbf koostuu syöttötorvista, aaltoputkesta, PCB:stä ja anturista.
alla olevasta kaaviosta, näet kuinka tuleva signaali kohdistetaan anturiin syöttötorven ja aaltoputken kautta
kuten näimme yksinkertaisen dipolin , tapauksessa, jännite indusoituu ja näin tuotettu jännitesignaali syötetään piirilevylle signaalinkäsittelyä varten.
esimerkiksi, signaali suodatetaan korkeilta matalille taajuuksille ja vahvistetaan käsittelyn jälkeen, ja tämä sähköinen signaali välitetään TV-yksikköön koaksiaalikaapelin kautta.
jos kytket lnb:n päälle, löydät todennäköisesti kaksi anturia yhden sijasta,, toinen anturi on kohtisuorassa ensimmäiseen nähden,, mikä tarkoittaa, että käytettävissä olevaa spektriä voidaan käyttää kahdesti lähettämällä vaaka- tai pystypolarisaatio.
yksi anturi havaitsee vaakapolarisoidun signaalin ja toinen pystypolarisoidun signaalin.
kädessäsi oleva luuri käyttää täysin erityyppistä antennia, jota kutsutaan patch-antenniksi. Patch-antenni koostuu metallista paikasta tai kaistaleesta, joka on sijoitettu maatasolle ja jonka keskellä on dielektristä materiaalia, tässä metallipatch. käytetään säteilevänä elementtinä ja metallipaikan pituuden tulee olla puolet sopivan lähetyksen ja vastaanoton aallonpituudesta.
Huomaa, että tässä kuvaamamme patch-antennien kuvaus on hyvin yksinkertainen.
