Anten, daha iyi çıkış iletimi için belirli bir yönde bir miktar enerji yayan özel bir cihazdır. Daha verimli çıktı için, Anten dizileri olarak bilinen birkaç anten elemanı daha eklenir. Tek bir anten iyi yönlülüğe sahiptir, ancak alıcıya sinyal iletiminde kayıplarla bir şekilde başarısız olur, bu nedenle bir anten dizisi kullanılır. Yani pek çok uygulamada ihtiyacımız var antenler Antenin elektrik boyutunu artırarak geliştirilebilen son derece yüksek yönlendirme özelliklerine sahip. Tek tek elemanların boyutunu büyütmeden antenin boyutunu büyütmek, anten dizisi elemanları oluşturmaktır. Bu makale genel bir bakışı tartışıyor anten dizisi – türleri ve uygulamalarla çalışmaları.
Anten Dizisi nedir?
Bir anten dizisi tanımı; radyasyon desenleri oluşturmak için tek bir anten oluşturacak şekilde düzenlenmiş, ancak ayrı ayrı antenler tarafından üretilmeyen bir grup anten. Bu nedenle, radyo sinyallerini iletmek veya almak için bir dizi anten birlikte çalışacaktır. Her anten daha küçük olduğundan, bu antenin tasarımı ve bakımı uygun maliyetlidir. Anten dizisi şeması aşağıda gösterilmiştir.
Anten dizisi için, yapılandırma sırasında uygun aralık ve faz verilmelidir. Antenler bir sinyali çok uzun bir mesafeye ilettiğinde, sinyal bir uçtan diğerine iletilirken deforme olduğu ve bozulduğu için yüksek yönlendirme kazancına sahip olmaları gerekiyordu. Tek bir anten iyi bir yönlülükle iletim yapsa da, bir sinyali vericiden alıcıya kayıpsız iletemez. Anten dizisini kullanmanın ana nedeni budur.
Dizi Anten Tasarımı
Bir anten dizisi, yüksek yönlü kazanç sağlamak için tek bir sistem oluşturmak üzere birkaç antenin düzenlenmesiyle tasarlanır. Dizi içindeki antenler, dizilimdeki her antenin aynı yöndeki bağımsız katkısı toplanırken, diğer tüm yönlerde durağan durumda iptal edilmesi için uygun fazda ve uygun şekilde yerleştirilmelidir. Bu tür bir düzenleme, sistemin yönlülüğünü geliştirir. Bir sistemdeki tüm antenler düz bir çizgide düzenlendiğinde, doğrusal anten dizisi olarak bilinir.
Anten Dizisi Çalışıyor
Bir anten dizisi, çeşitli anten elemanlarının bir kümesidir. Genel olarak, çok elemanlı bir dizi, yarım dalga dipol anten kullanır. Bu anten çok yönlü bir radyasyon modeline sahiptir, bu nedenle dalgalar geniş bir açının üzerinde yayılır. Bu antenlerin özellikle tek bir yönde yayma kabiliyetini arttırmak için, bu antenler uygun aralıklarla dizi şeklinde düzenlenmiştir. Bu diziler, uygun fazda akım sağlayarak eş zamanlı olarak uyarılır.
Genel olarak bir anten dizisinde, farklı anten elemanları içindeki akımlar, aynı anda benzer bir yönde akarak en yüksek değere ulaşırsa fazdadır. Böylece, anten elemanları dizinin her elemanından uygun faz ile beslendikten sonra, küresel dalgalar girişim nedeniyle üst üste gelir ve bir radyo dalgası üretir. Burada sistemde girişim yapıcı (veya) yıkıcı olabilir ve tamamen elementlerin yaydığı dalgalara bağlıdır.
Sonuç olarak, anten elemanlarından yayılan dalgalar aynı fazda ise, yararlı bir şekilde eklenirler, böylece yayılan gücü arttırır. Oysa, tek tek elementlerden yayılan dalgalar aynı fazda değilse, birbirlerini yok etmek için yıkıcı bir şekilde eklenirler. Dolayısıyla bu, yayılan güçte bir azalmaya neden olabilir.
Bunun gibi, dizi elemanlarından yayılan radyasyonlar aynı fazdadır ve çok uzun mesafeler kat edebilmesi için maksimum güce sahip yönlü bir ışın sağlamak üzere toplanır. Böylece, bir anten dizisi tarafından sağlanan radyasyon örüntüsü, tek bir yönde güçlü bir ışını belirten bir ana loba sahiptir. Dizideki eleman sayısı arttığında, ana lob daralır ve daha küçük yan loblar, anten tarafından sağlanan kazancın arttığını belirtir.
Dizi Anten Tipleri
Dizi antenler, her türün aşağıda ele alındığı dört tip geniş kenarlı, uçtan ateşlemeli, eşdoğrusal ve parazitik anten dizisi olarak sınıflandırılır.
Broadside Anten Dizisi
Geniş kenarlı anten dizisi düzenlemesi, çeşitli özdeş elemanların anten eksen hattı boyunca paralel olarak düzenlendiği aşağıda gösterilmiştir. Bu tür bir düzenlemede, elemanlar birbirine eşdeğer bir mesafede yatay olarak düzenlenir ve her eleman benzer faz ve büyüklükte bir akımla beslenir.
Bu düzenlemedeki elemanlara enerji verildiğinde, maksimum radyasyon geniş kenardan yayılacaktır, yani dizi eksenine normal yön anlamına gelirken, diğer yönlerden bir miktar radyasyon yayılacaktır. Bu nedenle, çift yönlü bir radyasyon modeli sağlar, çünkü geniş kenar boyunca her iki yönde de ışıma yapar. Bu nedenle, bu düzenlemede, ışınım yönü ilkesi dizi ekseni ve eleman konumu düzlemi için ortaktır. Geniş kenar anten dizisinin radyasyon modeli aşağıda gösterilmiştir.
Geniş kenar anten dizisinin yayılım modeli dikeydir çünkü elemanın hizalaması yataydır.
Radyasyon modelini çift yönlüden tek yönlüye değiştirmek istiyorsak, benzer bir dizinin bu anten dizisinin arkasında λ/4 mesafede düzenlenmesi ve 90° faz ucuna sahip bir akım aracılığıyla replika diziyi uyarması gerekir. Genellikle, bu düzenlemedeki elemanların sayısı, maliyet ve kiriş genişliği ihtiyacı ile mevcut alana bağlıdır, oysa dizi uzunluğu 2 λ ila 10 λ arasında alınır. Genelde bu anten dizileri yurt dışı yayın sistemlerinde kullanılmaktadır.
Yangın Sonu Anten Dizisi
Ateşleme anten dizisi düzenlemesi, geniş kenar düzenlemesindeki elemanlarla aynıdır, ancak bu iki konfigürasyon arasındaki temel fark, uyarım yoludur. Bu düzenlemede elemanlar genellikle 180° ile faz dışı beslenirken, borda düzeninde her eleman benzer bir fazın akımıyla beslenir. Bu düzenlemede, dizi ekseni boyunca maksimum radyasyon elde edilir.
Böylece, tek yönlü bir radyasyon paterni elde etmek için, bu tam özdeş eleman düzenlemesine basitçe eşdeğer genlik akımıyla enerji verilir, ancak faz, hat boyunca sürekli olarak değişir. Bu nedenle, bir son ateşleme dizisinin, anten dizisinin ekseni boyunca meydana gelen en yüksek radyasyonla tek yönlü bir radyasyon modeli oluşturduğu söylenebilir.
Yukarıdaki radyasyon paterni diyagramında, bu düzenlemedeki elemanlar arasındaki ana mesafe normalde λ/4 (veya) 3λ/4 olarak anlaşılır. Dolayısıyla bu diziler en sık noktadan noktaya iletişimde kullanılır ve yüksek, orta ve düşük frekans aralıkları için uygundur.
Doğrusal Dizi
Doğrusal bir dizide, anten elemanları basitçe bir uçtan diğerine tek bir çizgi halinde düzenlenir, yani birbiri ardına. Yani bu düzenleme yatay veya dikey yönlendirme olabilir. Yatay bir düzenlemeye sahip eşdoğrusal dizi aşağıda gösterilmiştir.
Tüm anten elemanlarına, uyarım tüm elemanlara aynı faz ve büyüklükteki akımlar tarafından sağlanır. Bir geniş kenar dizisine benzer şekilde, bu aynı zamanda anten dizisi eksenine normal yönde radyasyon sağlar. Bu nedenle, eşdoğrusal dizinin radyasyon modeli, geniş kenar anten dizisiyle bir şekilde ilişkilidir.
Bu düzenleme, elemanlar 0,3 ila 0,5λ mesafeye yerleştirildiğinde en yüksek kazancı sağlar, ancak bu, anten dizisi içinde yapısal ve besleme sorunlarına neden olabilir. Böylece, elemanlar birbirine daha yakın düzenlenir.
Eşdoğrusal dizi radyasyon paterni yukarıda gösterilmiştir. Burada, dizinin uzunluğundaki bir artışla yönlülüğün de arttığına dikkat edilmelidir. Genel olarak, çok bantlı çalışmayı desteklediği için genellikle iki elemanlı eşdoğrusal dizi kullanılır, ancak bazen, bazı uygulamalar, yönlülüğü ve kazancı çok yüksek bir aralığa yükselttiği için geniş kenar, son ateş ve eşdoğrusal dizilerin bir kombinasyonunu kullanır.
Parazitik Dizi
Parazitik anten elemanları gibi çok elemanlı diziler, her dizi elemanını beslemeden maksimum yönlü kazanç sağlayan parazitik olarak düzenlenir. Bu tür bir düzenleme, her anten dizisi elemanına doğrudan uyarma sağlamayarak besleme hattı sorununu çözmeye yardımcı olur. Parazitik anten düzenlemesi aşağıda gösterilmiştir.
Doğrudan beslenmeyen elementler asalak elementler olarak bilinirler ve güçlerini yakınlarda bulunan tahrik edilen element tarafından yayılan radyasyondan alırlar. Sonuç olarak parazitik elementler, tahrik elemanı yakında olduğu için elektromanyetik eşleşme ile aktive edilir.
Anten dizisinin asalak elemanları doğrudan uyarılmaz, ancak tahrik elemanına doğru iletilen uyarmaya dayanır. Dolayısıyla, tahrik edilen elemanın neden olduğu parazitik eleman içindeki indüklenen akım, bu iki eleman arasındaki mesafe ve bunların ayarı ile belirlenir.
Böylece, sürüş ve parazitik elemanlar arasında 'λ/4' ayırma mesafesi ve 90° faz farkı ile tek yönlü bir radyasyon modeli üretilir. Bu nedenle, bu dizinin radyasyon modeli, ileri dalgaya doğru geri yansıyan dalgaları içeren, tahrik elemanından sonra düzenlenen bir reflektör tarafından basitçe yaratılır. Bu tür anten dizileri için menzil frekansı 100 – 1000 MHz aralığındadır.
Anten Dizisi Kazancı Nedir?
Anten dizisi kazancı, benzer bir gücün tek bir izotropik yayıcı ile yayılması durumunda, belirli bir yöndeki yoğunluğun elde edilen radyasyonun yoğunluğuna oranı olarak tanımlanabilir.
Bir anten dizisinin amacı nedir?
Bir anten dizisinin amacı, tek bir anten gibi çalışarak radyo dalgalarını iletmek/almaktır.
İyi bir anten kazancı nedir?
İyi anten kazancı 3 dB, 6dB, vb.
Bir antendeki dizi nedir?
Bir antendeki dizi, tek bir anten oluşturmak için bağlanan bir grup antendir.
Bir anten dizisinin dizi faktörü nedir?
Bir anten dizisi faktörü, antenin dizi içindeki konumlarının ve kullanılan ağırlıkların bir fonksiyonudur. Dolayısıyla bu faktör, belirli bir anten elemanının yönlülük özelliklerini önemli ölçüde değiştirebilir. Dolayısıyla bu fenomen esas olarak antenler birbirine bağlandığında gözlemlenir.
Avantajlar ve dezavantajlar
Anten dizisi avantajları aşağıdakileri dahil edin.
- Sinyalin gücü çok güçlü bir şekilde artar.
- Yüksek yönlülük elde edilebilir.
- Küçük lobların boyutu büyük ölçüde azalır.
- Yüksek bir S/N oranı elde etmek mümkündür.
- Büyük kazanımlar elde edilebilir.
- Güç israfı miktarı azalır.
- Daha iyi sonuçlara ulaşmak mümkündür.
- Anten dizisi tasarımı, antenin daha iyi performansını destekler.
Anten dizisi dezavantajları aşağıdakileri içerir.
- Anten dizileri pahalıdır.
- Direnç kayıpları artacaktır.
- Yüksek bakım gerektirir.
- Montaj zordur.
- Büyük bir dış alanı kaplar.
Uygulamalar
Anten dizisi uygulamaları aşağıdakileri içerir.
- Bir anten dizisi, genel kazancı artırmada, SINR'yi (Sinyal Girişim artı Gürültü Oranı) artırmada, girişimi iptal etmede, çeşitlilik alımı sağlamada, diziyi belirli bir yönde hareket ettirmede, gelen sinyallerin yönünün gelişini ölçmede vb. çok faydalıdır.
- Anten dizisi kablosuz, askeri radar , ve uydu iletişimi .
- Bunlar astronomik gözlem kapsamında kullanılır.
- Bunlar çoğunlukla uzun mesafeli iletişimlerde ve ayrıca mobil iletişimlerde uygulanabilir.
- Bunlar, uzun mesafeli iletim ve alım için yüksek sinyal gücünün gerekli olduğu her yerde kullanılır.
Böylece, bu antene genel bakış diziler – uygulamalarla çalışma. Bir anten dizisi, sinyalleri farklı yönlerde yakalamak ve iletmek için birkaç anten kullanır. Bu nedenle, anten dizisi esas olarak sinyalimizin kalitesini ve aralığını artırmak için kullanılır. İşte size bir soru, antenin işlevi nedir?
