Yönlü anten - Directional antenna
Bir yönlü anten veya kiriş anten bir bir anten yüksek performans ve düşük sağlayan belirli yönlerde büyük güç alır yayılacağı veya girişim istenmeyen kaynaklardan. Yönlü antenler, belirli bir yönde daha fazla radyasyon konsantrasyonu istendiğinde , dipol antenlere veya genel olarak çok yönlü antenlere göre daha yüksek performans sağlar .
Bir yüksek kazançlı anten ( HGA ) bir radyo sinyalleri daha hassas hedefleme izin, radyo dalgası ışın genişliğine dar odaklı olan bir yönlü anten. En yaygın olarak uzay görevlerinde atıfta bulunulan bu antenler, tüm dünyada , en başarılı şekilde, radyo dalgalarını bozacak dağların olmadığı düz, açık alanlarda da kullanılmaktadır. Buna karşılık, düşük kazançlı bir anten ( LGA ), geniş bir radyo dalgası ışını genişliğine sahip çok yönlü bir antendir ve bu, sinyalin dağlık bölgelerde bile makul ölçüde iyi yayılmasını sağlar ve bu nedenle araziden bağımsız olarak daha güvenilirdir. Düşük kazançlı antenler, uzay gemilerinde genellikle uzay aracının yedeği olarak kullanılır.çok daha dar bir ışın ileten ve bu nedenle sinyal kaybına duyarlı olan yüksek kazançlı anten .
Tüm pratik antenler en azından bir dereceye kadar yönlüdür, ancak genellikle sadece dünyaya paralel düzlemdeki yön dikkate alınır ve pratik antenler bir düzlemde kolayca çok yönlü olabilir. En yaygın türler, sıklıkla birleştirilen ve ticari olarak konut TV antenleri olarak satılan Yagi anteni , log-periyodik anten ve köşe yansıtıcı antendir . Hücresel tekrarlayıcılar , standart bir cep telefonunda elde edilenden çok daha büyük bir sinyal vermek için genellikle harici yönlü antenleri kullanır . Uydu televizyon alıcıları genellikle parabolik antenler kullanır . Uzun ve orta dalga boyu frekansları için , kule dizileri çoğu durumda yönlü antenler olarak kullanılır.
Çalışma prensibi
İletim sırasında, yüksek kazançlı bir anten , iletilen gücün daha fazlasının alıcı yönünde gönderilmesine izin vererek alınan sinyal gücünü artırır. Alırken, yüksek kazançlı bir anten, sinyalin daha fazlasını yakalar ve yine sinyal gücünü artırır. Karşılıklılık nedeniyle , bu iki etki eşittir - iletilen bir sinyali 100 kat daha güçlü yapan ( izotropik bir radyatöre kıyasla ) bir anten, alıcı anten olarak kullanıldığında izotropik antenden 100 kat daha fazla enerji yakalayacaktır. Yönlülüklerinin bir sonucu olarak, yönlü antenler de ana huzme dışındaki yönlerden daha az sinyal gönderir (ve daha az alır). Bu özellik paraziti azaltmak için kullanılabilir.
Yüksek kazançlı bir anten yapmanın birçok yolu vardır; en yaygın olanları parabolik antenler , sarmal antenler , yagi antenler ve her türden küçük antenlerin aşamalı dizileridir . Boynuz antenler de yüksek kazançla oluşturulabilir, ancak daha az görülür. Yine başka konfigürasyonlar da mümkündür - Arecibo Gözlemevi , belirli frekanslarda son derece yüksek kazanımlar elde etmek için (daha olağan bir parabolik yansıtıcının aksine) muazzam bir küresel yansıtıcı ile bir hat beslemesinin bir kombinasyonunu kullanır .
Anten kazancı
Anten kazancı genellikle her yöne eşit olarak yayılan varsayımsal bir anten, izotropik bir radyatör ile ilgili olarak alıntılanır . Bu kazanç, desibel cinsinden ölçüldüğünde dBi olarak adlandırılır. Enerjinin korunumu, yüksek kazançlı antenlerin dar ışınlara sahip olmasını gerektirir . Örneğin, yüksek kazançlı bir anten 1 watt'lık bir vericiyi 100 watt'lık bir verici gibi gösteriyorsa, ışın gökyüzünün en fazla 1 ⁄ 100'ünü kaplayabilir (aksi takdirde tüm yönlere yayılan toplam enerji miktarı, mümkün olmayan verici gücü). Buna karşılık bu, yüksek kazançlı antenlerin fiziksel olarak büyük olması gerektiği anlamına gelir, çünkü kırınım sınırına göre istenen ışın ne kadar dar olursa, anten o kadar büyük olmalıdır (dalga boylarında ölçülür).
Anten kazancı, yarım dalga dipolün maksimum yoğunluk yönüne kıyasla Desibel cinsinden kazanç olan dBd cinsinden de ölçülebilir. Yagi tipi antenler söz konusu olduğunda, bu, test edilen antenden tüm yönlendiricileri ve reflektörü çıkarıldıktan sonra beklenen kazanca eşittir. dBi ve dBd'yi karıştırmamak önemlidir; ikisi 2,15 dB farklıdır, dBi rakamı daha yüksektir, çünkü bir dipol bir izotropik antene göre 2,15 db kazanca sahiptir.
Kazanç aynı zamanda elemanların sayısına ve bu elemanların ayarlanmasına da bağlıdır. Antenler, daha geniş bir frekans yayılımı üzerinde rezonans olacak şekilde ayarlanabilir, ancak diğer her şey eşit olduğunda, bu, antenin kazancının, tek bir frekans veya bir frekans grubu için ayarlanmış olandan daha düşük olduğu anlamına gelir. Örneğin, geniş bant TV antenleri durumunda, kazançtaki düşüş özellikle TV verici bandının alt kısmında büyüktür. Birleşik Krallık'ta TV grubunun bu alt üçte birlik kısmı A grubu olarak bilinir; gruplandırılmış antenleri aynı boyutta/modelde geniş bantlı bir antenle karşılaştıran kazanç grafiğine bakın .
Açıklık (antenin sinyal topladığı alan, neredeyse tamamen antenin boyutuyla ilgilidir, ancak küçük antenler için bir ferrit çubuk eklenerek artırılabilir ) ve verimlilik (yine boyuttan etkilenir) gibi diğer faktörler de kazancı etkileyebilir. aynı zamanda kullanılan malzemelerin direnci ve empedans uyumu). Bu faktörleri, antenlerin diğer özelliklerini ayarlamadan geliştirmek kolaydır veya yönlülüğü artıran aynı faktörler tarafından tesadüfen iyileştirilir ve bu nedenle tipik olarak vurgulanmaz.
Uygulamalar
Yüksek kazançlı antenler tipik olarak derin uzay sondalarının en büyük bileşenidir ve en yüksek kazançlı radyo antenleri, Arecibo Gözlemevi gibi fiziksel olarak muazzam yapılardır . Derin Uzay Ağı 1 hakkında cm'lik dalga boylarında 35 m yemekleri kullanır. Bu kombinasyon, yaklaşık 100.000.000 (veya normal olarak ölçüldüğü gibi 80 dB) anten kazancı sağlayarak vericinin yaklaşık 100 milyon kat daha güçlü görünmesini ve hedefin ışın içinde olması koşuluyla alıcının yaklaşık 100 milyon kat daha hassas görünmesini sağlar . Bu ışın gökyüzünün en fazla yüz milyonda birini (10 -8 ) kaplayabilir , bu nedenle çok hassas bir işaret gereklidir.
WPAN kazanımında yüksek kazanç ve Milimetre dalga iletişiminin kullanılması, yerelleştirilmiş bir alanda parazitsiz iletimlerin eşzamanlı programlanması olasılığını artırır ve bu da ağ veriminde büyük bir artışa neden olur. Bununla birlikte, eşzamanlı iletimin optimum zamanlaması bir NP-Zor problemdir.
Galeri
Parabolik anten – Goldstone'daki 70 m anten
Bir Yagi-Uda anteni . Soldan sağa, bom üzerine monte edilen elemanlara reflektör, tahrik edilen eleman ve yönlendirici denir. Reflektörün, tahrik edilen elemandan biraz (%5) daha uzun ve yönetmenin biraz (%5) daha kısa olduğu kolayca tanımlanabilir.
Alaska'da dev bir aşamalı dizi radarı
Holmdel Horn Anteni , Holmdel, New Jersey'de . Yankı uydu iletişim programını desteklemek için inşa edilmiş , daha sonra evrene nüfuz eden kozmik arka plan radyasyonunu ortaya çıkaran deneylerde kullanıldı .
Voyager 2 uzay aracı. HGA (parabolik bir anten) çanak şeklindeki büyük nesnedir.
WOR için , daha sonra New Jersey'de inşa edilmiş ve hem New York City hem de Philadelphia'yı hedefleyen yönlü bir AM radyo vericisinin erken bir örneği (1922) .
