Una antena és un dispositiu de transmissió metàl·lic que transmet i rep ones electromagnètiques de ràdio entre el circuit elèctric i l'espai. Aquests dispositius estan disponibles en diferents mides i formes on les antenes petites es poden trobar al teu sostre per veure la televisió i les antenes grans s'utilitzen per capturar senyals a milions de quilòmetres de distància dels satèl·lits. N'hi ha diferents tipus d'antena està disponible on cada antena està dissenyada principalment per transmetre i rebre senyals en un determinat rang de freqüència en funció de la seva forma i mida, com ara cable, dipol, bucle, dipol curt, obertura, monopol, lent, ranura, botzina, etc. una visió general d'un dels tipus d'antena, és a dir: antena de lent , i el seu treball amb aplicacions.
Què és l'antena de la lent?
El dispositiu electromagnètic tridimensional que s'utilitza principalment per a aplicacions de freqüència més alta es coneix com a antena de lent. Aquesta antena inclou una lent electromagnètica amb alimentació i és similar a una lent de vidre que s'utilitza en el domini òptic. Aquesta antena utilitza una superfície corba tant per a la transmissió com per a la recepció. Aquestes antenes es fabriquen amb vidre, sempre que se segueixin les propietats de lents convergents i divergents. El rang de freqüències de l'antena de la lent oscil·la entre 1000 MHz i 3000 MHz.
El funció d'una antena de lent és generar un front d'ona pla a partir d'una il·luminació esfèrica, controlar l'obertura, col·limar els raigs electromagnètics, formar el front de l'ona entrant en el seu focus i produir característiques direccionals.
Disseny de l'antena de la lent
L'antena de la lent està dissenyada principalment per transmetre i rebre senyals dins del rang de freqüència de microones. Si considerem que una lent òptica de tipus convergent està present en una posició específica i la font d'energia està present al punt focal que produeix l'energia a una distància focal al llarg de l'eix de la lent òptica en mode de transmissió.
Tots hem de ser conscients que, des del punt de vista òptic, quan la llum cau a l'exterior de la lent, llavors es gira a causa de la refracció. Aquí, la forma de torsió de l'energia lluminosa depèn principalment del material i la corba des d'on es fa la lent.
Com a resultat, sempre que l'antena d'alimentació, com una antena dipol o banya, estigui present al punt focal disponible a l'esquerra de la lent, el front d'ona esfèric emergent de la font que s'està desviant de la natura pot incidir de la superfície de l'antena.
Així, una vegada que els raigs hi travessen després de la incidència, els raigs que es desvien col·limaran a causa de la refracció i es convertiran en fronts d'ona plans. Així, els raigs paral·lels s'aconsegueixen al costat dret de la lent òptica. Així, es transmet el senyal de l'antena amb un element d'alimentació. De la mateixa manera, si aquesta antena està feta amb un material dielèctric, els senyals electromagnètics de RF es col·limen de la mateixa manera i més es transmeten.
Ara considereu la següent antena en mode de recepció. En aquest mode, els raigs paral·lels incidiran a la superfície de la lent convergent, al punt focal del costat esquerre de la lent convergeix a causa del mecanisme de refracció. Per tant, aquest procés s'utilitza una vegada que s'utilitza per al mode de recepció.
Aquí, cal assenyalar que per aconseguir millors propietats d'enfocament a radiofreqüència, el medi ha de tenir un índex de refracció per sota de la unitat. Així, això condueix a donar fronts d'ona rectes fins i tot quan l'índex de refracció del material és baix/alt.
Funcionament de l'antena de la lent
El funcionament de l'antena de la lent és el mateix que una lent òptica. En el material de la lent, els senyals de microones tenen una velocitat de fase diferent que a l'aire, de manera que el gruix de la lent canviant simplement retarda els senyals de microones que es transmeten a través d'ell en diferents quantitats, la direcció de les ones i canviant la forma del front d'ona.
Aquesta antena utilitza les propietats de convergència i divergència d'una lent per transmetre i rebre senyals. Aquests tipus d'antenes inclouen una antena dipol/bocina amb la lent. Aquí, la mida de la lent depèn principalment de la freqüència de funcionament, de manera que quan la freqüència de funcionament és més alta, la lent és de mida més petita. Així, a freqüències altes, aquestes antenes s'utilitzen perquè, a freqüències més baixes, poden ser una mica voluminosos.
En a reflex parabòlic r, hem vist que l'energia emesa per l'element d'alimentació al focus del reflector arriba a la seva superfície i després canvia les microones que s'irradien esfèricament en ones planes. Per tant, millora la directivitat.
De la mateixa manera en el cas d'una antena de lent, la font puntual actua com l'alimentació que produeix l'energia de microones a la superfície de la lent òptica. Així, aquesta superfície òptica fa que els fronts d'ona esfèrics radiats es converteixin en un de colimat.
Aquí, cal destacar que la lent col·limadora està feta amb un material dielèctric que posseeix el valor finit de la constant dielèctrica. Tanmateix, també es poden fer amb materials que presenten per sota de la unitat de l'índex de refracció a RF.
Tipus d'antena de lents
Hi ha dos tipus d'antena de lent amb retard i antena de lent ràpida que es comenten a continuació.
Antena de lent retardada
Una lent retardada o una antena d'ona lenta es pot definir com una antena que provoca un retard en els fronts d'ona que viatgen a causa dels mitjans de la lent. De vegades, aquest tipus d'antenes també s'anomenen lents dielèctriques. A continuació es mostra la representació de l'acció de la lent dielèctrica de l'antena.
En aquest tipus d'antena, les ones de ràdio es mouen molt lentament en el medi de la lent que en l'espai lliure, l'índex de refracció és superior a un. Així, la longitud del camí s'incrementa passant pel mitjà de la lent.
Això és el mateix que l'acció d'una lent òptica ordinària sobre la llum. Com que les parts sòlides de la lent milloren la longitud del camí, una lent convergent com una lent convexa enfoca les ones de ràdio i una lent divergent com una lent còncava dispersa les ones de ràdio com en les lents normals. Aquestes lents estan fetes amb materials dielèctrics i estructures de plaques de pla H.
L'antena de la lent retardada es classifica en dos tipus segons el tipus de material dielèctric utilitzat per a la construcció: lent dielèctrica metàl·lica i lent dielèctrica no metàl·lica.
Antena de lent ràpida
En una lent ràpida o antena de lent d'ona ràpida, les ones de ràdio es mouen molt més ràpidament dins del medi de la lent en comparació amb l'espai lliure, per tant, l'índex de refracció és inferior a un, de manera que la longitud del camí òptic es redueix passant per tot el medi de la lent. . De vegades, aquesta antena també es coneix com a antena de placa metàl·lica E-plane.
Aquest tipus d'antena no té cap analògic dins dels materials òptics normals, de manera que es produeix perquè la velocitat de fase de les ones de ràdio dins de les guies d'ones és superior a la velocitat de la llum. Com que les parts sòlides de la lent redueixen la longitud del camí, una lent convergent com una lent còncava enfoca les ones de ràdio i una lent divergent com una lent convexa és oposada a les lents òptiques normals. Aquestes lents estan fetes amb estructures de placa E-plane i metamaterials d'índex negatiu.
Avantatges i inconvenients
El avantatges de l'antena de la lent incloure el següent.
- Té una amplada de feix estreta, baixa temperatura de soroll, guany elevat i lòbuls laterals baixos.
- L'estructura d'aquestes antenes és més compacta.
- Aquests tenen menys pes en comparació amb els reflectors parabòlics i les antenes de botzina.
- Té una millor tolerància al disseny.
- El suport d'alimentació i alimentació d'aquesta antena no obstrueix l'obertura.
- El feix es pot moure angularment respecte a l'eix.
- Proporciona més flexibilitat dins de la tolerància del disseny, de manera que es pot torçar dins d'aquesta antena.
- S'utilitza per a aplicacions d'alta freqüència.
El desavantatges de les antenes de lents incloure el següent.
- Les lents són voluminosos, especialment a freqüències més baixes.
- Complexitat dins del disseny.
- Aquests són cars per a les mateixes especificacions en comparació amb els reflectors.
Aplicacions
El aplicacions d'antenes de lents incloure el següent.
- Són adequats per a una freqüència superior a 3 GHz.
- S'utilitza com l'antena de banda ampla.
- S'utilitzen principalment per a aplicacions de freqüència de microones.
- Les propietats convergents d'aquesta antena es poden utilitzar per desenvolupar una àmplia gamma d'antenes anomenades antenes reflectores parabòliques, de manera que s'utilitzen àmpliament en les comunicacions per satèl·lit.
- S'utilitzen com a elements col·limadors dins de sistemes de microones d'alt guany com ara radiotelescopis, ones mil·límetres radar i antenes de satèl·lit.
Així, això és una visió general de les antenes de lents - Treballar amb aplicacions. Aquestes antenes han arribat principalment per oferir una solució als propietaris i operadors de locals proporcionant una millor connectivitat mòbil que és més fàcil de desplegar i menys costosa. Aquí teniu una pregunta per a vosaltres, què és una antena de botzina?
