ANTENY I APLIKATORY.

Prezentacja na temat: "ANTENY I APLIKATORY."— Zapis prezentacji:

1 ANTENY I APLIKATORY

2 Cienka antena półfalowa przedstawia rezonans szeregowy. Q ~ 10.
Szerokie pasmo wymaga Q ~3. Trzeba zwiększyć pojemność I zmniejszyć indukcyjność. Dla zachowania częstotliwości rezonansowej zmniejszamy długość. Irms Vrms Irms Vrms Zwe=73.2Ω „balun” rozkład impedancji 2500Ω 35Ω dipol

3 Charakterystyka anteny dipolowej w płaszczyźnie przechodzącej przez oś
dipola Antena monopolowa Antena monopolowa λ/4 ma RR= 36.5Ω Gmax= 5.16 dB Uwaga: obecność uziemionej płaszczyzny jest warunkiem uzyskania takiego zysku antenowego

4

5 Dwa dipole w odległości λ/4 zasilane w tej samej fazie
Wg.

6 Dwa dipole w odległości λ/2 zasilane w tej samej fazie
Wg.

7 Dwa dipole w odległości λ/4 zasilane w fazach przesuniętych o 90o
Wg.

8 Cztery dipole w odległości λ/2 zasilane w tej samej fazie
Wg.

9 Dwa dipole w odległości λ/2 zasilane w przeciwnych fazach
Wg.

10 Osiem dipoli: w X w odległości λ/2 zasilane w tej samej fazie
Y w odległości λ/4 zasilane z przesunięciem 90o Wg.

11 Dwa dipole w odległości 6λ zasilane w tej samej fazie
Wg.

12 Wg. http://ee.surrey.ac.uk/Personal/D.Jefferies/pantarray

13 Pola promieniowania anteny
Antena wytwarza dwa rodzaje promieniowania: pole bliskie (pole reaktywne) oraz pole dalekie (pole promieniowania). Pole bliskie – nie rozprzestrzenia się i szybko zanika z odległością. Ma charakter Indukcyjny lub pojemnościowy. Przeważa na odległości do gdzie D największy wymiar liniowy anteny λ długość fali Pole bliskie zanika w odległości Poza tą odległością istnieje tylko pole promieniowania, w którym pole elektryczne i magnetyczne są w fazie i wzajemnie prostopadłe. W pobliżu anteny fala ma charakter fali kulistej, w dużej odległości – fali płaskiej.

14 Rezystancja promieniowania
Definiowana jako rezystancja, w której byłaby tracona taka sama moc, jaka jest wypromieniowana przez antenę zasilaną takim samym prądem. Dla prostej, krótkiej anteny drutowej Antena o długości 2.5 cm ma na częstotliwości 1 GHz rezystancję promieniowania 5.7 Ω. Charakterystyka promieniowania Określa trójwymiarowy rozkład (zwykle we współrzędnych biegunowych) natężenia pola elektrycznego (V/m) lub gęstości mocy U [W/m2] w określonej odległości od źródła promieniowania. Wzmocnienie anteny Jest to gęstość mocy wypromieniowanej w określonym kierunku przez antenę kierunkową odniesiona do gęstości mocy wypromieniowanej przez idealną antenę izotropową, promieniującą taką samą moc całkowitą. U0 gęstość mocy promieniowania anteny wzorcowej (teoretycznej).

15 Sprawność anteny Stosunek mocy wypromieniowanej do sumy mocy strat w antenie. Straty na: • ciepło wytworzone w przewodnikach anteny; • prądy wirowe w otaczających konstrukcjach metalowych; • wyładowania koronowe; • straty w dielektrykach konstrukcji anteny. Anteny mikrofalowe Radar i radiołącza - anteny kierunkowe o szerokości wiązki 2 o lub mniej. Na górnym zakresie częstotliwości wymiary elementów są małe. Dla uzyskania żądanej efektywnej mocy sygnału konieczna duża kierunkowość. Szumy w paśmie mikrofalowym są większe, niż na niższych częstotliwościach. Stąd wymagany możliwie duży sygnał. Wymiary anten mogą być stosunkowo małe. Możliwe rozwiązania nie do przyjęcia na niższych częstotliwościach Anteny (z wyjątkiem anten aktywnych) są elementami odwracalnymi.

16 Anteny rożkowe (tubowe)
Optymalny kąt rozwarcia Φ Rożek H Rożek E Δφ jest dopuszczalną zmianą fazy w płaszczyźnie apertury. E ~ 0.78; H ~ 1.25 Rożek E-H

17

18

19 Moc dostarczana do anteny P1
Antena izotropowa Antena kierunkowa Moc odbierana przez antenę odbiorczą Apertura anteny odbiorczej ; Wzmocnienie anteny odbiorczej Moc odbieranego sygnału

20 Gęstość mocy na obiekcie
Powierzchnia czynna obiektu moc rozproszona Powierzchnia czynna = m2 gęstość mocy padającej UOBR jest gęstością mocy rozproszonej w odległości r Powierzchnie czynne różnych obiektów Pickup m2 Samochód osobowy m2 Duży bombowiec m2 Dorosły człowiek m2 Skrzydlaty pocisk rakietowy m2 Jachtowy ekran radarowy m2 Ptak m2

21 Moc dostarczona do obiektu
Gęstość mocy dochodzącej do odbiornika Moc dochodząca do odbiornika Przykład Radar pracujący na 12 GHz nadaje mocą 25 kW z anteny o wzmocnieniu 25 dB. Obiekt o powierzchni skutecznej 8 m2 jest odległy o 10 km.Ta sama antena służy do nadawania i odbioru. Oszacować moc odbieranego sygnału.

22 nadajnik anteny przesuwniki fazy Zysk antenowy jest proporcjonalny do ilości elementów. Dla 2 elementów zysk wynosi 3 dB, dla 3 elementów 5 dB. Teoretycznie G = 6xN dB. Nadmierna ilość elementów powoduje duże straty antenowe.

23

24