Антена је специјализовани уређај који може да емитује одређену количину енергије у одређеном правцу за бољи излазни пренос. За ефикаснији излаз, додаје се још неколико антенских елемената који су познати као антенски низови. Једна антена има добру усмереност, али донекле не успева у преносу сигнала до пријемника са губицима, тако да се користи антенски низ. Дакле, у толико апликација нам је потребно антене са изузетно високим карактеристикама директиве које се могу побољшати повећањем електричне величине антене. Повећати димензију антене без повећања величине појединачних елемената је формирање елемената антенског низа. Овај чланак говори о прегледу антенски низ – врсте и њихов рад са апликацијама.
Шта је антенски низ?
Дефиниција антенског низа је; група антена које су распоређене тако да формирају једну антену за генерисање дијаграма зрачења, али их не генеришу појединачне антене. Дакле, сет антена ће радити заједно за пренос или пријем радио сигнала. Дизајнирање и одржавање ове антене су исплативи јер је свака антена мања. Дијаграм антенског низа је приказан испод.
За антенски низ, одговарајући размак и фаза морају бити дати током конфигурисања. Једном када антене емитују сигнал на веома велике удаљености, онда је било потребно да поседују високо усмерено појачање јер се сигнал деформише и изобличује док се преноси са једног краја на други. Иако једна антена емитује са добром усмереношћу, она не успева да пренесе сигнал од предајника до пријемника без губитака. Дакле, ово је главни разлог за коришћење антенског низа.
Дизајн антенског низа
Антенски низ је дизајниран тако што се неколико антена поставља у један систем да би се обезбедило високо директивно појачање. Антене унутар низа морају бити правилно распоређене иу одговарајућој фази тако да се сабере независни допринос сваке антене унутар аранжмана у истом правцу док се поништава у миру у свим другим правцима. Овакав аранжман побољшава усмереност система. Када су све антене унутар система распоређене у праву линију, то је познато као линеарни антенски низ.
Антенски низ ради
Антенски низ је скуп различитих антенских елемената. Уопштено говорећи, низ са више елемената користи полуталасну диполну антену. Ова антена има омнидирекциони образац зрачења тако да се таласи емитују изнад широког угла. Да би се побољшала способност ових антена да емитују посебно у једном правцу, ове антене су једноставно распоређене у облику низа са одговарајућим размаком. Ови низови се истовремено побуђују обезбеђивањем струје одговарајућом фазом.
Уопштено говорећи, у низу антена, струје унутар различитих антенских елемената су у фази ако постижу највећу вредност при протоку у сличном правцу у исто време. Дакле, када се елементи антене напајају одговарајућом фазом из сваког елемента низа, сферни таласи се суперпонирају због сметњи и генеришу радио талас. Овде у систему, интерференција може бити или конструктивна (или) деструктивна и потпуно зависи од таласа које зраче елементи.
Као резултат тога, ако су емитовани таласи из антенских елемената у фази, они се корисно додају, тако да повећава снагу зрачења. Док, ако таласи емитовани из појединачних елемената нису у фази, онда се додају деструктивно да би се поништили. Дакле, ово може довести до смањења снаге зрачења.
Овако, емитована зрачења из елемената низа су у фази и сабирају се да би се обезбедио усмерени сноп који има максималну снагу тако да може да путује на веома велике удаљености. Дакле, дијаграм зрачења који обезбеђује антенски низ има главни режањ који одређује јак сноп у једном правцу. Када се број елемената у низу повећа, главни режањ постаје ужи, а мањи бочни режњеви одређују повећање појачања које даје антена.
Типови антена низа
Антенске низове су класификоване у четири типа широкопојасне, енд-фире, колинеарне и паразитне антенске мреже где је сваки тип разматран у наставку.
Броадсиде Антенна Арраи
Распоред широкопојасног антенског низа је приказан испод где су различити идентични елементи паралелно распоређени дуж линије осе антене. У овој врсти распореда, елементи су распоређени хоризонтално распоређени на еквивалентној удаљености један од другог и сваки елемент се напаја струјом сличне фазе и величине.
Кад год су елементи у овом аранжману под напоном, тада ће се максимално зрачење емитовати са ширине, што значи нормалан правац према оси низа, док ће одређена количина зрачења бити емитована из других праваца. Дакле, обезбеђује двосмерни образац зрачења јер зрачи у оба смера дуж ширине. Према томе, у овом распореду, правац принципа зрачења је заједнички за осу низа и раван положаја елемента. Шема зрачења широког антенског низа је приказана испод.
Шема зрачења широког антенског низа је вертикална јер је поравнање елемента хоризонтално.
Ако желимо да променимо образац зрачења из двосмерног у једносмерни, онда сличан низ треба да се постави на λ/4 растојању иза овог антенског низа и да побуђује реплику низа кроз струју која има фазни вод од 90°. Обично, број елемената унутар овог распореда зависи од расположивог простора са потребом за трошковима и ширином снопа, док се дужина низа узима између 2 λ до 10 λ. Генерално, ови антенски низови се користе у прекоморским системима емитовања.
Енд-Фире антенски низ
Распоред енд-фире антенског низа је исти као и елементи у распореду широког дела, али главна разлика између ове две конфигурације је начин побуде. У овом распореду, елементи се генерално напајају ван фазе са 180°, док се у распореду са стране сваки елемент напаја струјом сличне фазе. У овом распореду, максимално зрачење се постиже дуж осе низа.
Дакле, да би се добио једносмерни образац зрачења, овај комплетан распоред идентичних елемената се једноставно напаја струјом еквивалентне амплитуде, међутим, фаза се непрекидно мења дуж линије. Дакле, може се констатовати да енд-фире низ генерише једносмерни образац зрачења највећим зрачењем које се јавља кроз осу антенског низа.
У горњем дијаграму дијаграма зрачења, главно растојање између елемената унутар овог распореда се нормално схвата као λ/4 (или) 3λ/4. Дакле, ови низови се најчешће користе у комуникацији од тачке до тачке и прикладни су за високе, средње и нискофреквентне опсеге.
Цоллинеар Арраи
У колинеарном низу, елементи антене су једноставно распоређени у једну линију од једног краја до другог, што значи један за другим. Дакле, овај распоред може бити хоризонтално или вертикално. Колинеарни низ са хоризонталним распоредом је приказан испод.
За све елементе антене, побуда се обезбеђује струјама исте фазе и величине за све елементе. Слично широком низу, ово такође обезбеђује зрачење у нормалном правцу у односу на осу антенског низа. Дакле, дијаграм зрачења колинеарног низа је донекле повезан са широкостраним антенским низом.
Овај распоред једноставно нуди највећи добитак кад год су елементи размакнути на удаљености од 0,3 до 0,5 λ, али то може узроковати конструкцијске проблеме као и проблеме са напајањем унутар антенског низа. Дакле, елементи су распоређени ближе један другом.
Образац зрачења колинеарног низа је приказан изнад. Овде треба напоменути да са повећањем дужине низа расте и усмереност. Генерално, колинеарни низ са два елемента се генерално користи јер подржава вишепојасни рад, али понекад неке апликације користе комбинацију широког, крајњег и колинеарног низа јер ово повећава усмереност и појачање до веома високог опсега.
Параситиц Арраи
Вишеелементни низови попут паразитних антенских елемената су распоређени паразитски што обезбеђује максимално усмерено појачање без напајања сваког елемента низа. Ова врста аранжмана једноставно помаже у решавању проблема напојне линије тако што не обезбеђује директну побуду сваком елементу антенског низа. Распоред паразитне антене је приказан испод.
Елементи који се не напајају директно су познати као паразитски елементи и они једноставно црпе своју снагу из емитованог зрачења од стране покретаног елемента који је присутан у близини. Као резултат тога, паразитски елементи се активирају електромагнетном спрегом пошто је покретачки елемент у близини.
Паразитски елементи антенског низа нису директно узбуђени, али се ослањају на побуду која се испоручује према покретачком елементу. Дакле, индукована струја унутар паразитног елемента узрокована погонским елементом је одређена растојањем између ова два елемента и њиховим подешавањем.
Тако се производи једносмерни образац зрачења са раздаљином раздвајања „λ/4” и фазном разликом од 90° између покретачких и паразитних елемената. Дакле, образац зрачења овог низа једноставно креира рефлектор постављен иза покретачког елемента, који укључује таласе рефлектоване уназад према предњем таласу. Фреквенција опсега за ове типове антенских низова креће се од 100 – 1000 МХз.
Шта је појачање антенског низа?
Појачање антенског низа може се дефинисати као однос интензитета унутар одређеног правца према интензитету добијеног зрачења ако се слична снага зрачи са једним изотропним радијатором.
Која је сврха антенског низа?
Сврха антенског низа је да емитује/прима радио таласе радећи као једна антена.
Шта је добро појачање антене?
Добра појачање антене је 3 дБ, 6 дБ итд.
Шта је низ у антени?
Низ у антени је група антена које су повезане да формирају једну антену.
Који је фактор низа антенског низа?
Фактор антенског низа је функција положаја антене унутар низа и коришћених тежина. Дакле, овај фактор може значајно да промени својства усмерености одређеног елемента антене. Дакле, овај феномен се углавном посматра када се антене повежу заједно.
Предности и мане
Предности антенског низа укључи следеће.
- Јачина сигнала се веома снажно повећава.
- Може се постићи висока усмереност.
- Величина мањих режњева је драстично смањена.
- Могуће је добити висок однос С/Н.
- Могу се постићи велики добици.
- Количина расипање енергије је смањена.
- Постизање бољих резултата је могуће.
- Дизајн антенског низа једноставно подржава боље перформансе антене.
Недостаци антенског низа укључују следеће.
- Антенски низови су скупи.
- Губици отпора ће се повећати.
- Захтева високо одржавање.
- Монтажа је тешка.
- Заузима огроман спољни простор.
Апликације
Апликације антенског низа укључују следеће.
- Антенски низ је од велике помоћи у повећању укупног појачања, повећању СИНР-а (однос сигнала и сметње плус шум), поништавању сметњи, обезбеђивању различитог пријема, померању низа унутар одређеног правца, мерењу правца доласка долазних сигнала итд.
- Антенски низ се користи у бежичним, војним радар , и сателитске комуникације .
- Они се користе у оквиру астрономског посматрања.
- Они су углавном применљиви у комуникацијама на даљину, а такође и мобилним комуникацијама.
- Они се користе свуда где је потребна висока јачина сигнала за пренос и пријем на велике удаљености.
Дакле, ово је преглед антене низови – рад са апликацијама. Антенски низ једноставно користи неколико антена за хватање и пренос сигнала у различитим правцима. Дакле, антенски низ се углавном користи за повећање квалитета и домета нашег сигнала. Ево питања за вас која је функција антене?
