Anten dizisi - Antenna array

Yaygın bir dizi anten türü, bir yansıtıcı dizi UHF televizyon anteni. Bu örnek sekizden oluşmaktadır dipol tahrikli elemanlar bir tel ekran reflektörünün önüne monte edilmiştir. X şeklindeki dipoller, hem VHF (174–216 MHz) hem de UHF (470–700 MHz) TV bantlarını kapsayacak şekilde geniş bir bant genişliği sağlar. 5 dB VHF ve 12 dB UHF kazancı ve 18 dB ön-arka oranı vardır.
Bir büyük düzlemsel dizi anteni VHF Rus mobil hava savunması radar, Nebo-M. 175 kattan oluşur dipol antenler. Erken aşamalı dizi anten, antenin önündeki hava boşluğu boyunca yatay olarak süpürülebilen dikey, yelpaze şeklinde bir ışın yayıyordu.

Bir anten dizisi (veya dizi anten) birden fazla bağlantılı kümedir antenler tek bir anten olarak birlikte çalışan, iletmek veya almak için Radyo dalgaları. Bireysel antenler ( elementler) genellikle tek bir alıcı veya verici tarafından besleme hatları gücü unsurlara belirli bir evre ilişki. Her bir anten tarafından yayılan radyo dalgaları birleşir ve üst üste koymak, ekleyerek (yapıcı bir şekilde müdahale etmek ) istenen yönlerde yayılan gücü artırmak ve iptal etmek (yıkıcı bir şekilde müdahale etmek ) diğer yönlere yayılan gücü azaltmak için. Benzer şekilde, almak için kullanıldığında, bireysel antenlerden gelen ayrı radyo frekansı akımları, istenen yönlerden alınan sinyalleri güçlendirmek ve istenmeyen yönlerden gelen sinyalleri iptal etmek için alıcıda doğru faz ilişkisi ile birleşir. Daha sofistike dizi antenler, her biri ayrı bir anten elemanına veya elemanlar grubuna bağlı olan çok sayıda verici veya alıcı modülüne sahip olabilir.

Bir anten dizisi daha yükseğe ulaşabilir kazanç (yönelme ), yani tek bir elemanın elde edebileceğinden daha dar bir radyo dalgası ışınıdır. Genel olarak, kullanılan bireysel anten elemanlarının sayısı ne kadar büyükse, kazanç o kadar yüksek ve ışın o kadar dar olur. Bazı anten dizileri (askeri aşamalı dizi radarlar) binlerce ayrı antenden oluşur. Diziler daha yüksek kazanç elde etmek, yol vermek için kullanılabilir çeşitlilik (olarak da adlandırılır MIMO )[1] iletişim güvenilirliğini artıran, iptal etmek girişim belirli yönlerden, radyo ışınını elektronik olarak farklı yönlere yönlendirmek için ve radyo yön bulma (RDF).[2]

Anten dizisi terimi en yaygın olarak bir tahrik dizisi birden fazla özdeşten oluşan tahrikli elemanlar tümü alıcıya veya vericiye bağlıdır. Bir parazitik dizi besleme hattına bağlı tek bir tahrikli elemandan ve adı verilmeyen diğer elemanlardan oluşur parazitik elementler. Genellikle başka bir isimdir Yagi-Uda anteni.

Bir aşamalı dizi genellikle bir elektronik olarak taranan dizi; her bir elemanın vericiye veya alıcıya bir Faz değiştirici bir bilgisayar tarafından kontrol edilir. Radyo dalgalarının ışını, antenleri hareket ettirmeden, geniş bir açı üzerinden anında herhangi bir yöne işaret edecek şekilde elektronik olarak yönlendirilebilir. Bununla birlikte, "aşamalı dizi" terimi bazen sıradan bir dizi anten anlamında kullanılır.[2]

Diziler nasıl çalışır?

Yaklaşık bir dalga boyunda küçük antenler, örneğin çeyrek dalga tekelleri ve yarım dalga dipolleri çok yok yönelme (kazanç ); onlar çok yönlü antenler radyo dalgalarını geniş bir açı üzerinden yayan. Oluşturmak için yönlü anten (yüksek kazançlı anten ), radyo dalgalarını dar bir huzmede yayan), iki genel teknik kullanılabilir. Bir teknik kullanmaktır yansıma gibi büyük metal yüzeylerle parabolik reflektörler veya boynuz veya refraksiyon dielektrik tarafından lensler radyo dalgalarının yönünü değiştirmek, radyo dalgalarını tek bir düşük kazançlı antenden bir ışına odaklamak. Bu türe bir açıklık anteni. Bir parabolik yemek bu tür antenlere bir örnektir.

İkinci bir teknik, aynı verici veya alıcıdan beslenen birden fazla anten kullanmaktır; buna bir dizi anten veya anten dizisi denir. Akımlar antenlere uygun şekilde besleniyorsa evre fenomeni nedeniyle girişim bağımsız antenlerden gelen küresel dalgalar, oluşturmak için dizinin önünde birleşir (üst üste gelir) uçak dalgaları, belirli bir yönde hareket eden bir radyo dalgası ışını. Ayrı antenlerden gelen dalgaların geldiği yönlerde fazda dalgalar birbirine eklenir (yapıcı girişim ) yayılan gücü artırmak için. Bireysel dalgaların geldiği yönlerde faz dışı, bir dalganın zirvesi diğerinin vadisine denk geldiğinde, dalgalar birbirini götürür (yokedici girişim ) bu yönde yayılan gücü azaltmak. Benzer şekilde, alınırken, istenen yönlerden alınan radyo dalgalarından ayrı antenler tarafından alınan salınım akımları fazdadır ve alıcıda birleştirildiğinde birbirini güçlendirirken, diğer yönlerden alınan radyo dalgalarından gelen akımlar faz dışıdır ve birleştirildiğinde alıcı birbirini iptal eder.

radyasyon düzeni böyle bir antenin bir yönde güçlü bir huzmesi vardır, ana lob artı olarak adlandırılan farklı açılarda bir dizi zayıf kiriş sidelobes, genellikle istenmeyen yönlerdeki artık radyasyonu temsil eder. Antenin genişliği ne kadar büyükse ve bileşen anten elemanlarının sayısı ne kadar fazla olursa, ana lob o kadar dar olur ve elde edilebilecek kazanç o kadar yüksek olur ve yan kulakçıklar o kadar küçük olur.

Anten elemanlarının fazda beslendiği diziler, geniş kenarlı dizilerdir; ana lob, elemanların düzlemine dik olarak yayılır.

En büyük dizi antenler radyo interferometreler alanında kullanılan radyo astronomisi, birden çok radyo teleskopları büyükten oluşan parabolik antenler daha yüksek çözünürlük elde etmek için bir anten dizisine bağlanır. Denilen tekniği kullanarak açıklık sentezi böyle bir dizi, antenler arasındaki mesafeye eşit bir çapa sahip bir antenin çözünürlüğüne sahip olabilir. Denilen teknikte Çok Uzun Temel Girişim Ölçümü Ayrı kıtalardaki (VLBI) çanaklar birbirine bağlanarak binlerce mil boyutunda "dizi antenler" oluşturuldu.

Fotoğraf Galerisi

Türler

Çoğu dizi anten, bileşen antenlerin ekseninin radyasyon yönüyle nasıl ilişkili olduğuna bağlı olarak iki sınıfa ayrılabilir.

  • Bir geniş kenar dizisi radyasyonun yönünün (ana lob ) radyo dalgalarının anten düzlemine diktir. Dikey olarak yaymak için antenler fazda beslenmelidir.
  • Bir son ateş dizisi radyasyon yönünün antenlerin çizgisi boyunca olduğu doğrusal bir dizidir. Antenler, bitişik antenlerin ayrılmasına eşit bir faz farkı ile beslenmelidir.

Ayrıca diziler de vardır (örneğin aşamalı diziler ), radyasyon yönünün anten eksenine başka bir açıda olduğu bu kategorilerden hiçbirine ait olmayan.


Sürülen dizi - Bu, tek tek bileşen antenlerinin tümünün "çalıştırıldığı" - verici veya alıcıya bağlı olduğu bir dizidir. Genellikle aynı olan bireysel antenler genellikle tekli antenlerden oluşur. tahrikli eleman s, örneğin yarım dalga dipolleri, ancak aynı zamanda kompozit antenler de olabilir. Yagi antenleri veya turnike antenleri.

  • Eşdoğrusal dizi - bir hat üzerinde dikey olarak yönlendirilmiş birden çok özdeş çift kutuplu antenden oluşan geniş kenarlı bir dizi. Bu yüksek bir kazanç çok yönlü anten, sıklıkla kullanılır VHF yayın antenleri olarak bant televizyon istasyonları ve baz istasyonu antenleri kara mobil iki yönlü telsizler.
    • Superturnstile veya Batwing dizi - birden çok kanaldan oluşan televizyon yayını için kullanılan özel dikey anten çapraz çift kutuplu antenler bir direğe paralel olarak monte edilmiştir. Geniş bant genişliğine sahip yüksek kazançlı çok yönlü radyasyon modeli.
  • Düzlemsel dizi - düz iki boyutlu anten dizisi. Çok yönlü anten dizisi antenin her iki tarafından 180 ° ayrı iki ışın yaydığı için, genellikle ya bir reflektörün önüne monte edilir ya da aşağıdaki gibi yönlendirici antenlerden oluşur. Yagi veya helezoni antenler, tek yönlü bir ışın vermek için.
    • Yansıtıcı dizi - metal plaka veya tel ekran gibi düz bir reflektörün önünde, genellikle fazda beslenen yarım dalga dipolleri olan düzlemsel bir anten dizisi. Bu, diziye dik (enine) tek bir radyo dalgası ışını yayar. UHF olarak kullanılır televizyon antenleri ve radar antenleri.
      • Perde dizisi - paralel tellerden oluşan bir "perde" den oluşan dikey bir reflektörün önünde asılı duran bir düzlemsel tel çift kutup dizisinden oluşan bir dış kablo kısa dalga verici anteni. HF bandında kısa dalga yayın istasyonları için uzun mesafe verici anten olarak kullanılır. Aşamalı dizi olarak yönlendirilebilir.
      • Microstrip anten - bir dizi yama antenleri bir baskılı devre kartı arka yüzünde bir reflektör işlevi gören bakır folyo ile. Öğeler beslenir Şeritler bakır folyodan yapılmıştır. UHF ve uydu televizyon antenleri olarak kullanılır.
    • Aşamalı dizi veya elektronik olarak taranan dizi - Hüzmenin, anteni fiziksel olarak hareket ettirmeden dizinin önündeki geniş bir açı üzerinde herhangi bir yöne işaret edecek şekilde elektronik olarak yönlendirilebildiği düzlemsel bir dizi. Vericiden gelen akım, her bileşen antenine bir Faz değiştirici, bir bilgisayar tarafından kontrol edilir. Besleme akımlarının göreceli fazını değiştirerek, ışın anında farklı yönlere yönlendirilebilir. Askeri radarlarda yaygın olarak kullanılan bu teknik, sivil uygulamalara da hızla yayılmaktadır.
      • Pasif Elektronik Olarak Taranmış Dizi (PESA) - Anten elemanlarının faz değiştiriciler aracılığıyla tek bir vericiden veya alıcıdan beslendiği, yukarıda açıklandığı gibi aşamalı bir dizi.
      • Aktif Elektronik Taramalı Dizi (AESA) - Her anten elemanının, merkezi bir bilgisayar tarafından kontrol edilen kendi verici ve / veya alıcı modülüne sahip olduğu aşamalı bir dizi. Bu ikinci nesil aşamalı dizi teknolojisi, aynı anda birden çok frekansta birden çok ışını yayabilir ve çoğunlukla karmaşık askeri radarlarda kullanılır.
    • Uyumlu dizi - düz olmayan, ancak bazı eğimli yüzeye uyan iki boyutlu aşamalı bir dizi. Bireysel unsurlar tarafından tahrik edilir faz değiştiriciler antenin bir düzlem dalga ışını yaymasına izin vererek değişen yol uzunluklarını telafi eden. Uygun antenler, aerodinamik sürtünmeyi azaltmak için genellikle uçakların ve füzelerin kıvrımlı yüzeyine entegre edilir.
    • Akıllı anten, yeniden yapılandırılabilir anten veya uyarlanabilir dizi - radyo dalgalarının varış yönünü tahmin eden ve radyasyon modelini elektronik olarak onu alacak şekilde optimize eden bir alıcı dizi, bir ana lob bu yönde.[3] Aşamalı bir dizi gibi, birden çok özdeş öğeden oluşur. faz değiştiriciler bir bilgisayar tarafından kontrol edilen besleme hatlarında.
  • Log periyodik çift kutup dizisi (LPDA) - kademeli olarak artan uzunlukta, bir satırdaki birçok dipol tahrikli elemandan oluşan bir son ateş dizisi. Yüksek kazançlı geniş bantlı bir anten görevi görür. Televizyon alıcı antenleri olarak ve kısa dalga iletişimi için kullanılır.
Bir çatı katı televizyon anteni, bir kombinasyonundan oluşan bir son ateş parazit dizisi Yagi ve günlük periyodik anten

Parazitik dizi - Bu, bir satırda yalnızca biri olan birden çok anten elemanından oluşan bir son ateş dizisidir. tahrikli eleman, verici veya alıcıya bağlanır, diğer elemanlar ise parazitik elementler, değiller. Parazitik elementler şu şekilde işlev görür: rezonatörler, çalıştırılan elemandan radyo dalgalarını soğurmak ve bunları farklı bir fazda yeniden yaymak, antenin radyasyon modelini değiştirmek, istenen yönde yayılan gücü arttırmak. Bunların sadece bir tahrikli elemanı olduğundan, genellikle "diziler" yerine "antenler" olarak adlandırılırlar.

  • Yagi-Uda anteni veya Yagi anteni - bu son ateş dizisi, bir çizgide birden fazla yarım dalga dipol elemanından oluşur. Radyasyon yönünde birden fazla "yönlendirici" parazit elementi olan tek bir tahrikli elemandan ve genellikle arkasında tek bir "reflektör" parazitik elementten oluşur. Yaygın olarak kullanılmaktadırlar. HF, VHF, ve UHF televizyon antenleri, kısa dalga iletişim antenleri ve radar dizileri olarak bantlar.
  • Dört anten - Bu birden çok döngü antenler bir hizada, bir tahrik döngüsüyle ve diğerleri asalaktır. Yagi antenine benzer şekilde çalışır.

Ayrıca bakınız

Referanslar

  1. ^ Poole Ian (2016). "MIMO nedir? Çoklu Giriş Çoklu Çıkış Eğitimi". Antenler ve yayılma. Radio-electronics.com (Adrio Communications. Alındı 23 Şubat 2017.
  2. ^ a b Bevelacqua, Peter (2016). "Dizi Antenleri". Anten-theory.com. Alındı 23 Şubat 2017.
  3. ^ Poole Ian (2016). "Akıllı Antenler Eğitimi". Antenler ve yayılma. Radio-electronics.com (Adrio Communications). Alındı 23 Şubat 2017.