Պարուրաձև անտենա. աշխատանքի սկզբունք, ճառագայթման ռեժիմներ, բևեռացում և կիրառություններ

Աջ և ձախ շրջանաձև բևեռացում

Առանցքային ռեժիմով պարուրաձև անտենայի հիմնական առավելություններից մեկը շրջանաձև բևեռացում առաջացնելու դրա բնական ունակությունն է։

Կախված փաթույթի ուղղությունից և ճառագայթման ուղղությունից, պարույրը կարող է նախագծվել հետևյալը ստանալու համար.

• RHCP — Աջակողմյան շրջանաձև բևեռացում
• LHCP — Ձախակողմյան շրջանաձև բևեռացում

Շրջանաձև բևեռացումը հատկապես օգտակար է, երբ հաղորդող և ընդունող անտենաների միջև հարաբերական կողմնորոշումը չի կարող անփոփոխ մնալ։

Օրինակ՝ արբանյակները, տիեզերանավերը, օդային հարթակները, պտտվող համակարգերը և բջջային կապի սարքավորումները կարող են անընդհատ փոխել իրենց կողմնորոշումը։ Շրջանաձև բևեռացված անտենան կարող է նվազեցնել կապի զգայունությունը այս անկյունային փոփոխության նկատմամբ։

Բևեռացման համապատասխանեցումը դեռևս կարևոր է: RHCP անտենան իդեալականորեն կապվում է RHCP անտենայի հետ, մինչդեռ LHCP անտենան սովորաբար պետք է զուգակցվի LHCP անտենայի հետ: Հակառակ շրջանաձև բևեռացումները կարող են հանգեցնել բևեռացման զգալի կորստի:

Ինժեներական գնահատման համար,առանցքային հարաբերակցությունսովորաբար օգտագործվում է շրջանաձև բևեռացման որակը նկարագրելու համար: Իդեալական շրջանաձև բևեռացված ալիքն ունի 0 դԲ առանցքային հարաբերակցություն, մինչդեռ գործնական շրջանաձև բևեռացված անտենաները հաճախ գնահատվում են ցանկալի հաճախականության և անկյունային տիրույթի ողջ ընթացքում նշված առանցքային հարաբերակցության պահանջի նկատմամբ:

Պարուրաձև անտենայի աշխատանքի վրա ազդող գործոններ

Պարուրաձև անտենայի վարքագիծը սերտորեն կապված է դրա երկրաչափության հետ։

Դիզայնի կարևոր պարամետրերը ներառում են.

Պարուրաձև շրջագիծ

Շրջանակի և ալիքի երկարության միջև եղած կապը մեծ դեր է խաղում որոշելու համար, թե արդյոք անտենան աշխատում է նորմալ, թե առանցքային ռեժիմով։

Շրջադարձի միջև հեռավորությունը

Հեռավորությունը ազդում է հարակից պտույտների հոսանքների միջև փուլային հարաբերության վրա և, հետևաբար, ազդում է ճառագայթի ուղղության, իմպեդանսի և բևեռացման վրա։

Թեքության անկյուն

Թեքության անկյունը նկարագրում է, թե որքան արագ է պարույրը շարժվում իր առանցքի երկայնքով։ Այն կարևոր պարամետր է առանցքային ռեժիմի կայուն վարքագիծը պահպանելու համար։

Շրջադարձերի քանակը

Ավելի շատ պտույտները, որպես կանոն, մեծացնում են էլեկտրական ապերտուրան և կարող են ապահովել ավելի բարձր ուղղորդվածություն, բայց դրանք նաև մեծացնում են անտենայի երկարությունը և մեխանիկական բարդությունը։

Հողի հարթություն

Ռեֆլեկտորի չափը և ձևը ազդում են ուղիղ ճառագայթման պատկերի, իմպեդանսի և հետադարձ ճառագայթման վրա։

Սնուցման և իմպեդանսի համապատասխանեցում

Նույնիսկ պարույրի ճիշտ չափերի դեպքում, վատ իմպեդանսային համապատասխանեցումը կարող է մեծացնել անդրադարձված հզորությունը և նվազեցնել անտենայի իրական աշխատանքը: Հետևաբար, գործնական նախագծումները պետք է գնահատեն հետադարձ կորուստը կամ VSWR-ը՝ ճառագայթման բնութագրերի հետ միասին:

Ճառագայթման պատկերը և ուժեղացումը

Առանցքային ռեժիմում պարուրաձև անտենան ստեղծում է գլխավոր ճառագայթ, որը կենտրոնացած է մոտավորապես պարույրի առանցքի երկայնքով։

Էլեկտրական երկարության և պտույտների քանակի մեծացմանը զուգընթաց, գլխավոր ճառագայթը, որպես կանոն, նեղանում է, և անտենայի ուղղորդվածությունը մեծանում է։ Կարող են նաև հայտնվել կողային բլթակներ, հատկապես ավելի երկար կամ ոչ օպտիմալացված կառուցվածքներում։

Հետևաբար, անտենան չպետք է գնահատվի միայն ուժեղացմամբ։ Ինժեներները սովորաբար միասին հաշվի են առնում մի քանի բնութագրեր՝

• Շահույթ
• Իրականացված շահույթ
• Կիսահզոր ճառագայթի լայնություն
• Առանցքային հարաբերակցություն
• VSWR կամ եկամտի կորուստ
• Առջևի և հետևի հարաբերակցություն
• Կողմնային բլթի մակարդակ
• Բևեռացման մաքրություն
• Ճառագայթային արդյունավետություն

Պարամետրերի այս համադրությունը անտենայի աշխատանքի շատ ավելի ամբողջական պատկեր է տալիս, քան մեկ ուժեղացման արժեքը։

Հեղուկային անտենաների առավելությունները

Պարուրաձև անտենաները առաջարկում են մի քանի օգտակար ճարտարագիտական ​​առավելություններ.

• Համեմատաբար պարզ մեխանիկական կառուցվածք
• Բնական շրջանաձև բևեռացման հնարավորություն առանցքային ռեժիմում
• Օգտակար գործառնական թողունակություն
• Լավ ուղղորդման կատարում
• Մասշտաբային երկրաչափություն տարբեր հաճախականությունների տիրույթների համար
• ճկուն RHCP կամ LHCP իրականացում
• Հարմար է անհատական ​​անտենաների կամ անտենաների զանգվածների համար

Դիզայնի սահմանափակումներ

Կան նաև մի քանի գործոններ, որոնք պետք է հաշվի առնել.

• Առանցքային ռեժիմի նախագծերը կարող են պահանջել զգալի ֆիզիկական երկարություն
• Ավելի բարձր ուժեղացումը սովորաբար պահանջում է ավելի շատ պտույտներ և, հետևաբար, ավելի երկար անտենա
• Արդյունավետությունը մեծապես կախված է երկրաչափական ճշգրտությունից
• Հողային հարթության չափերը ազդում են ճառագայթման բնութագրերի վրա
• Սննդի համապատասխանեցումը պետք է պատշաճ կերպով նախագծված լինի
• Մեխանիկական աջակցությունն ավելի կարևոր է դառնում ավելի մեծ պտույտների քանակի դեպքում
• Հակառակ շրջանաձև բևեռացման զգայարանները կարող են առաջացնել բարձր բևեռացման անհամապատասխանության կորուստ

Տիպիկ կիրառություններ

Պարուրաձև անտենաները կարելի է գտնել ռադիոհաճախականության համակարգերի լայն տեսականիում, ներառյալ՝

• Արբանյակային կապ
• Տիեզերանավի հեռաչափություն և հետևում
• Հողային կայանի կապ
• Ռադիոաստղագիտություն
• Օդային և տիեզերական կապի համակարգեր
• Ռադիոհաճախականության հեռաչափություն
• Ուղղորդված VHF և UHF կապեր
• Հեռազգացում
• Անտենայի չափում և հետազոտություն
• Շրջանաձև բևեռացման փորձեր
• Հաղորդակցման համակարգի փորձարկում

Ինչու են պարուրաձև անտենաները կարևոր ռադիոհաճախականության ճարտարագիտության մեջ

Պարուրաձև անտենան հիանալի օրինակ է այն բանի, թե ինչպես է անտենայի երկրաչափությունը կարգավորում էլեկտրամագնիսական վարքագիծը։

Փոփոխելով այնպիսի պարամետրեր, ինչպիսիք են շրջագիծը, հեռավորությունը, թեքության անկյունը և պտույտների քանակը, ինժեներները կարող են անցնել կոմպակտ լայնակողմանի ռադիատորից դեպի ուղղորդված շրջանաձև բևեռացված անտենա։

Ֆիզիկական երկրաչափության և էլեկտրական կատարողականության միջև այս կապը կարևոր է նաև ավելի առաջադեմ անտենային տեխնոլոգիաներ ուսումնասիրելիս, ինչպիսիք են շրջանաձև բևեռացված եղջյուրային անտենաները, անտենային զանգվածները, արբանյակային անտենաները, լայնաշերտ չափման անտենաները և միկրոալիքային կապի համակարգերը։

RF MISO-ն մշակում է անտենաներ և միկրոալիքային բաղադրիչներ՝ RF թեստավորման, կապի, ռադարի, անտենաների չափման և համակարգային ինտեգրման կիրառությունների համար: Անտենայի հիմնարար կառուցվածքների, ինչպիսիք են պարուրաձև անտենաները, ըմբռնումը օգնում է ինժեներներին ավելի լավ գնահատել կարևոր պարամետրերը, ներառյալ հաճախականության տիրույթը, ուժեղացումը, բևեռացումը, առանցքային հարաբերակցությունը, ճառագայթի լայնությունը, VSWR-ը և ճառագայթման պատկերը: