En antenn är en metallisk enhet som används för att sända och ta emot elektromagnetiska radiosignaler, där dessa signaler representerar viss information. Radioapparater är främst designade för trådlös kommunikation för att sända både mikrovågs- och radiosignaler. Generellt finns antenner tillgängliga i olika storlekar och former. Det finns många anledningar till att använda antenner, men den främsta anledningen är att tillhandahålla ett enkelt sätt att överföra signaler eller data. Det finns olika typer av antenner tillgänglig som Yagi Uda , Bländare, reflektor, trådantenn och många fler. Den här artikeln diskuterar en av de typer av antenn som trådantenn – arbeta med applikationer.
Definition av trådantenn
En trådantenn är en typ av radioantenn som inkluderar en lång tråd hängd över marken. Tråden i antennen tar upp signalerna & strålar ut dem vidare. I denna antenn har trådantennens längd ingen relation till dess våglängd. Tråden är helt enkelt ansluten till sändaren eller mottagaren genom tunern på en antenn för att sända eller ta emot signalerna. Dessa antenner är välkända på grund av deras enkla installation och portabilitet. Trådantenndiagrammet visas nedan.
Trådantenndesign
Konstruktionen av antenner med långa trådar är enkel eftersom längden på denna trådantenn är multipel av λ/2. Generellt är de antenner som har λ/2 eller λ/4 längd kända som halvvågsdipolantenn . Men en antenn som har större än λ/2 längd är känd som a lång tråd antenn . Så längden på en antenn med en lång tråd anses vara multipel av halva våglängden. Så längden på antennen med en lång tråd ges som (L = n λ/2).
Dessa ledningar är anordnade vertikalt eller horisontellt, men riktningen är ibland slarvig i förhållande till marken. Den yttre magnetiseringen till denna antenn tillhandahålls genom hela matningsledningarna där matningsledningen helt enkelt tillhandahålls vid änden, mitten eller var som helst i mitten av trådens längd.
Här visas trådantennens polarisation av antennens riktning i förhållande till marken. Matningspunktens position representerar lobens riktning. I denna enkla trådantennkonstruktion är en enkel ledande tråd ansluten ände i ände mellan sändnings- och mottagningsstationer. Så den direkta långa trådanslutningen mellan de två ändarna kommer att tillåta signalen från sändningsstationen och utstråla signalen så att den kan erhållas i den återstående änden.
Hur fungerar trådantenn?
Antennen med en lång tråd är en kombination av flera halvvågsdipoler; så dess funktionsprincip är densamma som halvvågsdipolantennen. Så längden på dessa antenner är större jämfört med halva våglängden. Så när en lång ledande tråd helt enkelt exciteras av inspänningen, kommer laddningsbärarna efteråt att driva baserat på hälften av den pålagda signalen. Om den första halvan av signalen appliceras kommer laddningsbärare att uppleva attraktionskraft medan om en negativ halvcykel används kommer laddningsbärare att uppleva repulsion. Så denna laddningsbärares kumulativa verkan i ledaren producerar ett instabilt elektriskt fält. Därför utstrålas signalen på detta sätt i andra änden genom den långa trådantennen.
Antennen med lång tråd är mer än halv våglängd lång. När längden på den långa trådantennen ökas, blir riktningsförmågan också bättre. Det är anmärkningsvärt i fallet med en antenn med en lång tråd som är; för den lägsta driftfrekvensen anses längden i allmänhet vara halv våglängd och utmatning tillhandahålls i slutet.
Typer av trådantenn
Dessa antenner är klassificerade i olika typer och varje typ diskuteras nedan.
Kort dipolantenn
Den enkla formen av en trådantenn är en kort dipolantenn. Detta är en öppen krets där signalen eller data matas in i mitten. I denna antenn hänvisar termen 'kort' inte till antennstorleken utan i grund och botten är det den relativa våglängden. Denna antenn har två ändar där ena änden är öppen och den återstående änden matas av en AC-källa. Frekvensområdet för denna antenn sträcker sig från 3KHz – 30MHz, så den används mest i lågfrekventa mottagare.
Dipolantenn
Dipolantennen är en av de mest betydelsefulla formerna av RF-antenner som inkluderar en elektriskt ledande tråd som annars är halva längden av den maximala föredragna våglängden. Tråden eller stången delas i mitten genom en isolator där varje ände i mitten helt enkelt är ansluten till matningsledningen genom en balun normalt till en koaxialkabel.
Dessa antenner används i stor utsträckning i olika radiokommunikationer. Denna antenn är mycket enkel att designa och den fungerar på högfrekventa, mycket högfrekventa och ultrahögfrekventa sektioner av RF-spektrumet. Se den här länken för att veta mer om Dipolantenn .
Slingantenn
En slingantenn är en typ av trådantenn som tar emot radiosignaler mer effektivt jämfört med andra antenner. Dessa anses vara mer effektiva antenner än andra antenner eftersom de använder mindre elektricitet och fungerar med ett brett frekvensområde (300 MHz till 3 GHz). Prestandan hos denna antenn beror huvudsakligen på olika faktorer som design, placering, etc.
I slingantenner kan ledningarnas böjning bilda olika former som cirkulära, triangulära, rektangulära och elliptiska. Dessa antenner är mycket enkla, mångsidiga och billiga, så de används i ett brett spektrum av applikationer som används i RFID-enheter för att detektera sändarens position, används som UHF-sändare, används för att ta emot HF-vågor i radiomottagare, etc.
Halvvågsdipolantenn
En typ av dipolantenn där dipollängden är hälften av dess våglängd vid arbetsfrekvensen kallas halvvågsdipolantenn. Detta är en mycket känd dipolantenn som ibland också är känd som en Hertz-antenn.
Denna antenn har en enkel resonansstruktur för sändnings- och mottagningstillämpningar. Dessa är grundläggande element i alla antennformer eftersom dessa antenner hjälper till att designa olika komplexa antenner. Denna antenns driftfrekvensområde är mellan 3 kHz – 300 GHz.
Halvvågsdipolantenner används främst i radio- och TV-mottagare. När dessa antenner används med en annan typ av antenn visar den en enastående prestanda.
Vikt dipolantenn
En vikt dipolantenn är en typ av antenn som inkluderar två ledare. Dessa ledare är helt enkelt anslutna på två sidor och vikta för att forma en cylindrisk sluten form. Dipollängden är hälften av våglängden. sålunda är den känd som halvvågsvikt dipolantenn. Frekvensområdet för denna vikta dipolantenn sträcker sig från 3 KHz till 300 GHz och det är det som används mest av TV-mottagare.
Monopol antenn
En monopolantenn är en radiosändningsantenn som inkluderar en enda ledare som normalt matas vid basen av en antenn genom en spänningskälla. Denna antenn är en mycket enkel och entrådig antenn som normalt monteras vertikalt och används normalt för att både sända och ta emot signaler. Så dessa används för sändnings- eller kommunikationsändamål. Monopolantenner fungerar på lägre RFID-band (2,2 till 2,6 GHz), medelstora RFID-band (5,3- till 6,8 GHz) och övre RFID-band (8,7 till 9,5 GHz).
Spiralantenn
En spiralantenn är en typ av trådantenn som också är känd som en helixantenn eftersom formen på denna antenn är en spiral. Frekvensområdet för denna antenn är cirka 30MHz – 3GHz. Så denna spiralformade antenn fungerar inom intervallet VHF & UHF.
En spiralformad antenn används för att sända och ta emot VHF-signaler, används för satellit- och rymdsondskommunikation, och för radioastronomi upprättar den kommunikation mellan månen och jorden. Se den här länken för att veta mer om Spiralantenn .
Bredbandsdipoler
Bredbandsdipolantennen är en typ av trådantenn som helt enkelt ger enastående prestanda för huvudsakligen korta till medeldistanskretsar. För kortdistanskommunikationsbaserade kretsar vid lägre frekvenser har denna antenns strålningsmönster en hög startvinkel. På liknande sätt, för kommunikationsbaserade kretsar med medeldistans vid högre frekvenser, har strålningsmönstret för denna antenn lägre startvinklar.
Klöverbladsantenn
En klöverbladsantenn är en typ av trådantenn som är polariserad cirkulärt och strålningsmönstret för denna antenn är detsamma som en dipolantenn. Denna antenn innehåller huvudsakligen minst 3 eller 4 ramar som är parallellkopplade och även vridna på ett speciellt sätt för att få cirkulär polarisering.
Gain of Wire Antenn
De Antennförstärkning är antennens förmåga att sända mindre eller mer i vilken riktning som helst jämfört med en teoretisk antenn. Denna förstärkning indikerar helt enkelt hur stark en antenn kan sända eller ta emot en signal i en viss riktning. Förstärkningen av trådantennen är;
För den korta dipolen är den 1,5 (1,76 dBi) & för
Halvvågsdipolen, den stiger till 1,64 (2,15 dBi). Klicka här för att veta mer om Antennförstärkning.
Fördelar och nackdelar
De fördelarna med trådantenner inkluderar följande.
- Konstruktionen av denna antenn är enkel
- Dessa antenner ger tillfredsställande förstärkning och riktning.
- Dessa antenner har skarpa riktningsmönster.
- Dessa är inte dyra.
- Vid låga vertikala vinklar fokuserar den helt enkelt på strålning
- De strålar på alla frekvensområden där deras totala längd inte är under λ/2.
De nackdelar med trådantenner inkluderar följande.
- Vid låga frekvenser uppvisar dipolantennen en stor storlek.
- Slingantenner har dålig förstärkning, de är svåra att ställa in och är extremt smalbandiga.
- Spiralantennernas storlek är skrymmande och de är mycket lätta att ställa in av nära föremål.
- Trådantenner behöver ett lämpligt matchningssystem för att få bättre resultat.
- Dessa antenner behöver ett matchande system eller tunerenhet.
Ansökningar
De tillämpningar av trådantenner inkluderar följande.
- Trådantenner används i stor utsträckning som mottagningsantenner på kortvågs-, mellanvågs- och långvågsbanden.
- Dessa antenner används i punkt-till-punkt långdistanskommunikation på grund av deras enkla struktur.
- Dessa antenner används i fartyg, rymdfarkoster, byggnader, bilar, satelliter, missiler, mikrovågskommunikation och applikationer med mycket hög förstärkning.
Detta är alltså en översikt över tråd antenner – fungerar med applikationer. Exempel på trådantenner är; dipolantenn, helixantenn, monopolantenn & loopantenn. Här är en fråga till dig, vad har en antenn för funktion?
