1. รู้เบื้องต้นเกี่ยวกับเสาอากาศ
เสาอากาศเป็นโครงสร้างการเปลี่ยนผ่านระหว่างพื้นที่ว่างและสายส่ง ดังแสดงในรูปที่ 1 สายส่งอาจอยู่ในรูปของเส้นโคแอกเซียลหรือท่อกลวง (ท่อนำคลื่น) ซึ่งใช้ในการส่งพลังงานแม่เหล็กไฟฟ้าจากแหล่งกำเนิด ไปยังเสาอากาศหรือจากเสาอากาศไปยังเครื่องรับ อันแรกเป็นเสาอากาศส่งสัญญาณ และอันหลังเป็นตัวรับสัญญาณเสาอากาศ.
รูปที่ 1 เส้นทางการส่งผ่านพลังงานแม่เหล็กไฟฟ้า
การส่งผ่านของระบบเสาอากาศในโหมดการส่งผ่านของรูปที่ 1 จะแสดงด้วยค่าเทเวนินที่เทียบเท่าดังแสดงในรูปที่ 2 โดยที่แหล่งกำเนิดจะถูกแทนด้วยเครื่องกำเนิดสัญญาณในอุดมคติ สายส่งจะแสดงด้วยเส้นที่มีคุณลักษณะอิมพีแดนซ์ Zc และ เสาอากาศแสดงด้วยโหลด ZA [ZA = (RL + Rr) + jXA] ความต้านทานโหลด RL แสดงถึงการสูญเสียการนำไฟฟ้าและไดอิเล็กทริกที่เกี่ยวข้องกับโครงสร้างเสาอากาศ ในขณะที่ Rr แสดงถึงความต้านทานการแผ่รังสีของเสาอากาศ และรีแอกแตนซ์ XA ถูกใช้เพื่อแสดงส่วนจินตภาพของอิมพีแดนซ์ที่เกี่ยวข้องกับการแผ่รังสีของเสาอากาศ ภายใต้สภาวะที่เหมาะสม พลังงานทั้งหมดที่สร้างโดยแหล่งสัญญาณควรถูกถ่ายโอนไปยังความต้านทานการแผ่รังสี Rr ซึ่งใช้เพื่อแสดงความสามารถในการแผ่รังสีของเสาอากาศ อย่างไรก็ตาม ในการใช้งานจริง มีการสูญเสียตัวนำ-ไดอิเล็กตริกเนื่องจากลักษณะของสายส่งและเสาอากาศ ตลอดจนการสูญเสียที่เกิดจากการสะท้อน (ไม่ตรงกัน) ระหว่างสายส่งและเสาอากาศ เมื่อพิจารณาถึงอิมพีแดนซ์ภายในของแหล่งกำเนิด และไม่สนใจการสูญเสียของสายส่งและการสะท้อน (ไม่ตรงกัน) กำลังสูงสุดจะถูกส่งไปยังเสาอากาศภายใต้การจับคู่คอนจูเกต
รูปที่ 2
เนื่องจากความไม่ตรงกันระหว่างสายส่งและเสาอากาศ คลื่นสะท้อนจากอินเทอร์เฟซจึงถูกซ้อนทับกับคลื่นตกกระทบจากแหล่งกำเนิดไปยังเสาอากาศเพื่อสร้างคลื่นนิ่ง ซึ่งแสดงถึงความเข้มข้นของพลังงานและการกักเก็บ และเป็นอุปกรณ์เรโซแนนซ์ทั่วไป รูปแบบคลื่นนิ่งทั่วไปจะแสดงด้วยเส้นประในรูปที่ 2 หากระบบเสาอากาศไม่ได้ออกแบบอย่างเหมาะสม สายส่งสามารถทำหน้าที่เป็นองค์ประกอบกักเก็บพลังงานได้มาก แทนที่จะเป็นท่อนำคลื่นและอุปกรณ์ส่งพลังงาน
การสูญเสียที่เกิดจากสายส่ง เสาอากาศ และคลื่นนิ่งเป็นสิ่งที่ไม่พึงประสงค์ การสูญเสียของสายสามารถลดลงได้โดยการเลือกสายส่งที่มีการสูญเสียต่ำ ในขณะที่การสูญเสียของเสาอากาศสามารถลดลงได้โดยการลดความต้านทานการสูญเสียที่แสดงโดย RL ในรูปที่ 2 สามารถลดคลื่นนิ่งลงได้ และการจัดเก็บพลังงานในสายสามารถลดลงได้โดยการจับคู่อิมพีแดนซ์ของ เสาอากาศ (โหลด) ที่มีคุณลักษณะอิมพีแดนซ์ของเส้น
ในระบบไร้สาย นอกเหนือจากการรับหรือส่งพลังงานแล้ว เสาอากาศยังจำเป็นต้องเพิ่มพลังงานที่แผ่ออกมาในบางทิศทางและระงับพลังงานที่แผ่ออกไปในทิศทางอื่นอีกด้วย ดังนั้นนอกเหนือจากอุปกรณ์ตรวจจับแล้ว เสาอากาศยังต้องถูกใช้เป็นอุปกรณ์กำหนดทิศทางด้วย เสาอากาศสามารถมีได้หลายรูปแบบเพื่อตอบสนองความต้องการเฉพาะ มันอาจเป็นลวด, รูรับแสง, แผ่นปะ, องค์ประกอบประกอบ (อาร์เรย์), แผ่นสะท้อนแสง, เลนส์ ฯลฯ
ในระบบสื่อสารไร้สาย เสาอากาศถือเป็นองค์ประกอบที่สำคัญที่สุดอย่างหนึ่ง การออกแบบเสาอากาศที่ดีสามารถลดความต้องการของระบบและปรับปรุงประสิทธิภาพโดยรวมของระบบได้ ตัวอย่างคลาสสิกคือโทรทัศน์ ซึ่งสามารถปรับปรุงการรับสัญญาณออกอากาศได้โดยใช้เสาอากาศประสิทธิภาพสูง เสาอากาศคือระบบการสื่อสารที่ดวงตาเป็นต่อมนุษย์
2. การจำแนกประเภทเสาอากาศ
เสาอากาศแบบแตรเป็นเสาอากาศระนาบ ซึ่งเป็นเสาอากาศไมโครเวฟที่มีหน้าตัดเป็นวงกลมหรือสี่เหลี่ยม ซึ่งจะค่อยๆ เปิดที่ปลายท่อนำคลื่น เป็นเสาอากาศไมโครเวฟชนิดที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย สนามรังสีของมันถูกกำหนดโดยขนาดของช่องรับแสงของแตรและประเภทการแพร่กระจาย ในบรรดาอิทธิพลของผนังฮอร์นที่มีต่อการแผ่รังสีสามารถคำนวณได้โดยใช้หลักการของการเลี้ยวเบนทางเรขาคณิต หากความยาวของแตรยังคงไม่เปลี่ยนแปลง ขนาดรูรับแสงและความแตกต่างของเฟสกำลังสองจะเพิ่มขึ้นตามการเพิ่มขึ้นของมุมเปิดของแตร แต่อัตราขยายจะไม่เปลี่ยนแปลงตามขนาดรูรับแสง หากจำเป็นต้องขยายย่านความถี่ของแตร จำเป็นต้องลดการสะท้อนที่คอและรูรับแสงของแตร การสะท้อนจะลดลงเมื่อขนาดรูรับแสงเพิ่มขึ้น โครงสร้างของเสาอากาศแตรค่อนข้างเรียบง่าย และรูปแบบการแผ่รังสียังค่อนข้างง่ายและควบคุมได้ง่าย โดยทั่วไปจะใช้เป็นเสาอากาศทิศทางกลาง เสาอากาศแตรแบบพาราโบลารีเฟลกเตอร์ที่มีแบนด์วิธกว้าง กลีบด้านข้างต่ำ และประสิทธิภาพสูง มักใช้ในการสื่อสารแบบรีเลย์ไมโครเวฟ
RM-DCPHA105145-20(10.5-14.5GHz)
RM-BDHA1850-20(18-50GHz)
RM-SGHA430-10(1.70-2.60GHz)
2. เสาอากาศไมโครสตริป
โครงสร้างของเสาอากาศไมโครสตริปโดยทั่วไปประกอบด้วยสารตั้งต้นไดอิเล็กทริก หม้อน้ำ และระนาบกราวด์ ความหนาของสารตั้งต้นอิเล็กทริกมีขนาดเล็กกว่าความยาวคลื่นมาก ชั้นโลหะบาง ๆ ที่ด้านล่างของวัสดุพิมพ์เชื่อมต่อกับระนาบกราวด์ และชั้นโลหะบาง ๆ ที่มีรูปร่างเฉพาะถูกสร้างขึ้นที่ด้านหน้าผ่านกระบวนการโฟโตลิโทกราฟีเป็นหม้อน้ำ รูปทรงของหม้อน้ำสามารถเปลี่ยนแปลงได้หลายแบบตามความต้องการ
การเพิ่มขึ้นของเทคโนโลยีการรวมไมโครเวฟและกระบวนการผลิตใหม่ได้ส่งเสริมการพัฒนาเสาอากาศไมโครสตริป เมื่อเปรียบเทียบกับเสาอากาศแบบเดิม เสาอากาศแบบไมโครสตริปไม่เพียงแต่มีขนาดเล็ก น้ำหนักเบา รูปทรงต่ำ ติดตั้งง่าย แต่ยังผสานรวมได้ง่าย ต้นทุนต่ำ เหมาะสำหรับการผลิตจำนวนมาก และยังมีข้อดีของคุณสมบัติทางไฟฟ้าที่หลากหลาย .
RM-MA424435-22(4.25-4.35GHz)
RM-MA25527-22(25.5-27GHz)
เสาอากาศช่องท่อนำคลื่นเป็นเสาอากาศที่ใช้ช่องในโครงสร้างท่อนำคลื่นเพื่อให้ได้รับรังสี โดยปกติจะประกอบด้วยแผ่นโลหะสองแผ่นที่ขนานกันซึ่งสร้างท่อนำคลื่นโดยมีช่องว่างแคบๆ ระหว่างแผ่นทั้งสอง เมื่อคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าผ่านช่องว่างท่อนำคลื่น จะเกิดปรากฏการณ์เรโซแนนซ์ ทำให้เกิดสนามแม่เหล็กไฟฟ้าแรงสูงใกล้กับช่องว่างเพื่อให้ได้รังสี เนื่องจากโครงสร้างที่เรียบง่าย เสาอากาศสล็อตท่อนำคลื่นจึงสามารถแผ่รังสีบรอดแบนด์และประสิทธิภาพสูงได้ ดังนั้นจึงมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในเรดาร์ การสื่อสาร เซ็นเซอร์ไร้สาย และสาขาอื่น ๆ ในคลื่นไมโครเวฟและคลื่นมิลลิเมตร ข้อดีของมันคือประสิทธิภาพการแผ่รังสีสูง ลักษณะบรอดแบนด์ และความสามารถในการป้องกันการรบกวนที่ดี ดังนั้นจึงเป็นที่นิยมของวิศวกรและนักวิจัย
RM-PA7087-43(71-86GHz)
RM-PA1075145-32(10.75-14.5GHz)
RM-SWA910-22(9-10GHz)
Biconical Antenna เป็นเสาอากาศบรอดแบนด์ที่มีโครงสร้างแบบ biconical ซึ่งโดดเด่นด้วยการตอบสนองความถี่ที่กว้างและประสิทธิภาพการแผ่รังสีสูง ส่วนทรงกรวยทั้งสองส่วนของเสาอากาศแบบสองทรงมีความสมมาตรซึ่งกันและกัน ด้วยโครงสร้างนี้ จึงสามารถบรรลุการแผ่รังสีที่มีประสิทธิภาพในย่านความถี่กว้างได้ โดยปกติจะใช้ในด้านต่างๆ เช่น การวิเคราะห์สเปกตรัม การวัดรังสี และการทดสอบ EMC (ความเข้ากันได้ทางแม่เหล็กไฟฟ้า) มีการจับคู่อิมพีแดนซ์และคุณลักษณะการแผ่รังสีที่ดีและเหมาะสำหรับสถานการณ์การใช้งานที่ต้องการครอบคลุมหลายความถี่
RM-บีซีเอ2428-4(24-28GHz)
RM-BCA218-4(2-18GHz)
เสาอากาศแบบเกลียวเป็นเสาอากาศบรอดแบนด์ที่มีโครงสร้างแบบเกลียวซึ่งโดดเด่นด้วยการตอบสนองความถี่ที่กว้างและประสิทธิภาพการแผ่รังสีสูง เสาอากาศแบบเกลียวได้รับความหลากหลายของโพลาไรซ์และลักษณะการแผ่รังสีย่านความถี่กว้างผ่านโครงสร้างของขดลวดแบบเกลียว และเหมาะสำหรับระบบเรดาร์ การสื่อสารผ่านดาวเทียม และระบบสื่อสารไร้สาย
RM-PSA0756-3(0.75-6GHz)
RM-PSA218-2R(2-18GHz)
หากต้องการเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับเสาอากาศ โปรดไปที่:
เวลาโพสต์: 14 มิ.ย.-2024
