تفاوت‌های راندمان تشعشعی بین انواع مختلف آنتن‌ها چیست؟

راندمان تابش یک پارامتر مهم در ارزیابی عملکرد آنتن ها است. به عنوان یک تامین کننده برتر نوع آنتن، ما طیف متنوعی از آنتن ها را ارائه می دهیم که هر کدام دارای ویژگی های کارایی تابش منحصر به فرد خود هستند. در این وبلاگ، تفاوت های راندمان تابش بین انواع مختلف آنتن ها و چگونگی تأثیر این تفاوت ها بر کاربردهای آنها را بررسی خواهیم کرد.

درک بازده تابش

قبل از پرداختن به تفاوت‌های بین انواع آنتن‌ها، لازم است بدانیم راندمان تشعشع به چه معناست. راندمان تابش به عنوان نسبت توان تابش شده توسط آنتن به توان ورودی به آنتن تعریف می شود. به عبارت دیگر، اندازه گیری اثربخشی یک آنتن می تواند نیروی الکتریکی را به تابش الکترومغناطیسی تبدیل کند. آنتنی با راندمان تابش بالا، انرژی کمتری را به عنوان گرما تلف می کند و توان بیشتری را به فضا می تاباند، که به طور کلی برای اکثر کاربردها مطلوب است.

آنتن دوقطبی

آنتن های دوقطبی یکی از ساده ترین و پرکاربردترین انواع آنتن هستند. آنتن دوقطبی از دو عنصر رسانا، معمولا میله ها یا سیم ها، تشکیل شده است که در مرکز تغذیه می شوند. آنها معمولا در پخش رادیو و تلویزیون و همچنین در سیستم های ارتباطی بی سیم استفاده می شوند.

راندمان تشعشع آنتن دوقطبی نسبتاً بالا است، به خصوص زمانی که طول آن برای فرکانس کاری بهینه شده باشد. به عنوان مثال، یک آنتن دوقطبی نیم موج دارای راندمان تشعشعی است که در شرایط ایده آل می تواند به 90٪ یا حتی بیشتر برسد. این راندمان بالا به دلیل ساختار ساده آن و تابش یکنواخت آن در تمام جهات در صفحه عمود بر محور آنتن است. با این حال، در کاربردهای دنیای واقعی، عواملی مانند کیفیت مواد رسانا، وجود اجسام مجاور و تطابق امپدانس می‌توانند بازده تابش را کاهش دهند.

آنتن های تک قطبی

آنتن های تک قطبی شبیه آنتن های دوقطبی هستند، اما تنها یک عنصر رسانا در بالای سطح زمین دارند. آنها اغلب در دستگاه های تلفن همراه، مانند گوشی های هوشمند و تبلت ها، و همچنین در برخی از ایستگاه های پایه ارتباطات بی سیم استفاده می شوند.

راندمان تشعشع آنتن تک قطبی معمولاً کمتر از آنتن دو قطبی نیمه موج است. این به این دلیل است که صفحه زمین می تواند باعث شود بخشی از انرژی تابیده شده به روشی نامطلوب جذب یا منعکس شود. با این حال، مزیت آنتن های تک قطبی اندازه جمع و جور آنها است که آنها را برای کاربردهایی که فضا محدود است مناسب می کند. راندمان را می توان با استفاده از یک صفحه زمین با طراحی خوب و با بهینه سازی طول و شکل عنصر تک قطبی بهبود بخشید.

پچ آنتن ها

آنتن‌های پچ که با نام آنتن‌های میکرواستریپ نیز شناخته می‌شوند، آنتن‌های مسطح و با مشخصات پایینی هستند که به طور گسترده در دستگاه‌های ارتباطی بی‌سیم مانند روترهای Wi-Fi، دستگاه‌های بلوتوث و گیرنده‌های GPS استفاده می‌شوند. یک آنتن پچ از یک وصله رسانا بر روی یک بستر دی الکتریک تشکیل شده است که معمولاً روی یک برد مدار چاپی (PCB) چاپ می شود.

راندمان تشعشع آنتن های پچ بسته به طراحی و شرایط عملکرد آنها می تواند به طور قابل توجهی متفاوت باشد. به طور کلی آنتن های پچ در مقایسه با آنتن های دوقطبی و تک قطبی دارای راندمان تابشی نسبتا پایینی هستند. این به این دلیل است که بستر دی الکتریک می تواند مقداری از انرژی تابیده شده را جذب کند و لکه رسانا نیز می تواند به دلیل رسانایی محدودش تلفات داشته باشد. با این حال، تکنیک های طراحی مدرن، مانند استفاده از مواد دی الکتریک کم تلفات و بهینه سازی شکل پچ، می تواند راندمان تابش آنتن های پچ را بهبود بخشد.

آنتن شاخ

آنتن های هورن به طور گسترده در کاربردهای فرکانس بالا مانند سیستم های رادار، ارتباطات ماهواره ای و لینک های مایکروویو استفاده می شوند. آنتن شیپوری یک موجبر شعله ور است که به تدریج از یک دهانه کوچک به یک دهانه بزرگتر منبسط می شود.

آنتن‌های شاخ معمولاً راندمان تشعشع بالایی دارند که اغلب بیش از 90 درصد است. این به این دلیل است که آنها ساختار ساده و کارآمدی دارند که امکان انتقال صاف امواج الکترومغناطیسی از موجبر به فضای آزاد را فراهم می کند. دیافراگم بزرگ آنتن بوق نیز به هدایت تابش در یک جهت خاص کمک می کند که کارایی را بیشتر می کند. با این حال، آنتن‌های شیپوری از نظر اندازه نسبتاً بزرگ هستند، که می‌تواند استفاده از آن‌ها را در برخی از برنامه‌ها که در آن فضا یک محدودیت است، محدود کند.

آنتن های بازتابنده

آنتن‌های بازتابنده در کاربردهایی استفاده می‌شوند که نیاز به تابش بالا و جهت دار دارند، مانند ارتباطات ماهواره‌ای و نجوم رادیویی. یک آنتن بازتابنده از یک بازتابنده مانند یک دیش سهموی و یک آنتن تغذیه تشکیل شده است. آنتن تغذیه امواج الکترومغناطیسی را به سمت بازتابنده تابش می کند و سپس امواج را در جهت خاصی منعکس می کند.

راندمان تابش آنتن های بازتابنده می تواند بسیار بالا باشد، به خصوص آنتن های بازتابنده سهموی که به خوبی طراحی شده اند. بازتابنده می تواند انرژی تابش شده را در یک پرتو باریک متمرکز کند که باعث افزایش بهره و راندمان تابش می شود. با این حال، عملکرد آنتن های بازتابنده به شدت به دقت شکل بازتابنده و تراز آنتن تغذیه بستگی دارد. هر گونه ناهماهنگی یا اعوجاج بازتابنده می تواند راندمان تابش را به میزان قابل توجهی کاهش دهد.

تاثیر راندمان تشعشع بر کاربردها

راندمان تشعشع یک آنتن می تواند تاثیر بسزایی بر عملکرد آن در کاربردهای مختلف داشته باشد. به عنوان مثال، در سیستم های ارتباطی بی سیم، یک آنتن با راندمان تابش بالا می تواند سیگنال ها را در فاصله طولانی تری ارسال و دریافت کند که می تواند پوشش و کیفیت ارتباط را بهبود بخشد. در سیستم های راداری، آنتن های با راندمان بالا می توانند اهداف را در برد بیشتر و با دقت بالاتر شناسایی کنند.

از سوی دیگر، در برنامه‌هایی که مصرف انرژی یک نگرانی است، مانند دستگاه‌های تلفن همراه، آنتن‌هایی با راندمان تشعشع نسبتاً پایین‌تر ممکن است قابل قبول باشند، تا زمانی که الزامات عملکرد را برآورده کنند. اندازه جمع و جور و هزینه کم این آنتن ها ممکن است بر معایب راندمان تشعشع پایین تر باشد.

پیشنهادات آنتن ما

ما به عنوان یک تامین کننده نوع آنتن، طیف گسترده ای از آنتن ها را برای رفع نیازهای متنوع مشتریان خود ارائه می دهیم. چه به دنبال آنتن های با راندمان بالا برای ارتباطات راه دور یا آنتن های فشرده برای دستگاه های تلفن همراه باشید، ما راه حل مناسبی برای شما داریم.

مجموعه محصولات ما شامل آنتن های دوقطبی، آنتن های تک قطبی، آنتن های پچ، آنتن های بوق و آنتن های بازتابنده است. ما همچنین محصولات مرتبطی مانندخط انتقال برق 10 متر میله تلفن فولادی گالوانیزه،برج ارتباطی چند ضلعی،قطب آنتن بی سیم، وبرج آنتن ارتباطی تک قطبی. شما می توانید ما را کشف کنیدنوع آنتنصفحه برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد محصولات ما.

برای تهیه با ما تماس بگیرید

اگر به محصولات آنتن ما علاقه مند هستید و می خواهید در مورد نیازهای خاص خود صحبت کنید، از شما دعوت می کنیم برای تهیه با ما تماس بگیرید. تیم کارشناسان ما می توانند اطلاعات دقیقی در مورد راندمان تابش و سایر پارامترهای عملکرد آنتن های ما ارائه دهند و همچنین به شما در انتخاب مناسب ترین آنتن برای کاربرد خود کمک کنند.

مراجع

• بالانیس، کالیفرنیا (2016). نظریه آنتن: تجزیه و تحلیل و طراحی. وایلی.
• Stutzman، WL، و Thiele، GA (2012). تئوری و طراحی آنتن. وایلی.