מערכות פס רחב הן הפתרון הטוב ביותר ביישומים אלקטרומגנטיים שונים כמו מכ'מים רב-סטנדרטיים ברזולוציה גבוהה, גלאי אותות ותקשורת. עבור מערכות פס רחב, אנטנת פרפר זוהתה כפתרון הטוב ביותר למערכות בגלל עכבת הכניסה הרחב וצורתה המישורית הפשוטה. היא גם נחשבת למערכת אנטנה בעלת רווח גבוה בפס רחב ברגע שהן משויכות למגנטיות מלאכותיות מנצחים . נכון לעכשיו, אלה אנטנות משמשים במערכי פס רחב וניתנים לכיוון קרן. אבל, יש לבחור את הגיאומטריה של עניבת הפרפר בזהירות אם יש לשמור על רווח הכרחי בכיוון מסוים על פני טווח תדרים שלם של עניין. למרות זאת, בחירה זו בעייתית לעתים קרובות, מכיוון שסוגים שונים של עניבות פרפר משתמשים לעתים קרובות בפרמטרים שונים כמו אורך רדיאטורים, עכבת ייחוס, זווית התלקחות, הגדרות מדידה וחומרים. אז מאמר זה דן בסקירה כללית של א אנטנת עניבת פרפר - עבודה עם אפליקציות.
מהי אנטנה לעניבת פרפר?
אנטנה המסודרת בתצורת עניבת פרפר עם שני חלקי חוט קשיחים משולשים או שני לוחות מתכת שטוחים משולשים דרך נקודת הזנה במרווח שבין פסגות המשולשים, ידועה כאנטנה עם פרפר. זהו סוג נפוץ של אנטנה עם עיצוב דו-מימדי דו-קוני. אנטנות אלו משמשות לעתים קרובות עבור קליטת טלוויזיה UHF לטווח קצר וגם עבור יישומי GPR מכיוון שיש להן סט של ביצועי אנטנה מחמירים כמו ביצועי פס רחב במיוחד, תדירות פעולה נמוכה, לפחות צלצולים, תכנון, קל משקל וקומפקטי.
ישנם סוגים שונים של אנטנות של עניבת פרפר כמו חריץ עניבת פרפר, מודפס פס רחב, טלאי פפיון מחורץ, רצועת פרפר מוזנת, חריץ עניבת פרפר מעוקל ומשולש דו-צדדי.
איך עובדת אנטנה לעניבת פרפר?
אנטנת עניבת הפרפר פועלת על ידי שימוש באלמנטים משולשים ולא במוטות ישרים כמו רכיבי האנטנה. באנטנה זו, אלמנטים משולשים מחוברים בחוץ משני הצדדים כדי ליצור עניבת פרפר. שני רכיבי האנטנה הללו נוגעים כמעט במרכז. לפעמים, אנטנה זו ידועה כאנטנת פרפר מכיוון שהיא נראית כמו פרפר. האלמנטים של עניבת הפרפר מכילים מוט מתכת הנועל את האנטנה, ואז זה ידוע כאנטנת שפם של חתול. אנטנה מסוג זה עשויה להיראות כמו אנטנות לוג מחזוריות, אם כי הן אינן נחשבות כאנטנות LP.
טווח התדרים של אנטנת הקשת תלוי בעיקר בסוג עניבת הפרפר המשולשת או המעוגלת. תדר הפרפר המשולש נע בין 2.4 ל-6.0 גיגה-הרץ ואילו תדר הפרפר המעוגל נע בין 2.4 ל-6.5 גיגה-הרץ. אנטנת פפיון משמשת בטווחי HFR ו-UFR. יסודות המתכת באנטנה זו הם יסודות תהודה היוצרים ביניהם שדה חשמלי. כאשר גל אלקטרומגנטי עובר דרך שדה חשמלי ונוצר זרם שניתן להזין למקלט רדיו או לשדר אותו ממשדר רדיו.
כאשר מקלט רדיו קולט את הזרם הוא מוגבר ומעובד כדי להבין את המידע המקודד בגלים האלקטרומגנטיים. ואילו במשדר קורה ההיפך כאשר משדר רדיו מייצר אות חשמלי המוזן לאנטנת הפרפר. האות החשמלי מעורר את השדה החשמלי בין זרועות המתכת אשר פולט את הגלים האלקטרומגנטיים לאוויר.
מחשבון אנטנת עניבת פרפר
הנוסחאות הבאות משמשות כדי לחשב את התפוקות אם אנו יודעים את התדר כמו אורך גל, רוחב פס, רוחב, מרחק וגובה.
אנו יודעים ש'λ' = c/f
כאשר 'λ' הוא אורך הגל.
'c' היא מהירות התפשטות באוויר.
'f' הוא תדר נושא בתוך MHz.
אֹרֶך גַל
תדר ההפעלה הוא 2400MHz. זהו התדר של הגל האלקטרומגנטי המשודר ונקלט באנטנה.
אורך הגל מחושב כ-λ' = c/f.
אנו יודעים ש'c' = 3×10^8m/sec שהיא מהירות האור.
החלף ערכים אלה במשוואת אורך הגל לעיל.
λ' = c/f => 3×10^8/2400 = > 125 מ'מ.
רוחב פס
כדי לחשב רוחב פס, הנוסחה B = 0.33xf => 0.33 x 2400 = 792 מגה-הרץ.
רוֹחַב
כדי לחשב את הרוחב, הנוסחה היא w = 0.375 x λ x 1000 מ'מ
W = 0.375 x 125 x 1000 מ'מ => 46.875 מ'מ.
מֶרְחָק
כדי לחשב מרחק, יש לנו נוסחה כמו D = 0.02066 x λ.
D = 0.02066 x 125 => 2.5825 מ'מ.
גוֹבַה
כדי לחשב את הגובה, יש לנו נוסחה כמו H=0.25 x λ.
H= 0.25 x 125 => 31.25 מ'מ.
דפוס קרינה של אנטנה לעניבת פרפר
בתכנון אנטנה, דפוס הקרינה הוא התלות הזוויתית של עוצמת גלי הרדיו מהאנטנה. אז זוהי הסטייה של הכוח המוקרן דרך אנטנה כפונקציית הכיוון הרחק מהאנטנה. תבנית הקרינה של האנטנה תציג את חלוקת האנרגיה המוקרנת על ידי האנטנה בחלל.
המונח קרינה משמש לציון פליטת או תגובה של גל באנטנה כדי לציין את עוצמתו. ניתן לשרטט אותו בצורה גרפית כמיקום זוויתי ופונקציית מרחק רדיאלי מהאנטנה. אז אלו הם ייצוגים דיאגרמטיים של חלוקת האנרגיה המוקרנת לחלל כמו פונקציית כיוון. תבנית הקרינה של אנטנה זו דומה לאנטנה דיפול. קיטוב האנטנה של עניבת הפרפר הוא אנכי והוא יקבל אותות בכיוון של חרוט או שכנפי הפרפר מחודדות.
מאפיינים
המאפיינים של אנטנת עניבת הפרפר נדונים להלן.
- אנטנה זו משתמשת באלמנטים משולשים כמו רכיבי האנטנה.
- לסוג זה של אנטנה יש קיטוב אנכי ולכן היא תקבל אותות בדרך של הכנפיים או החרוט.
- אנטנות אלו מעוצבות באמצעות חוט מוליך מקופל.
- לאנטנה זו יש רוחב פס טוב בהרבה בהשוואה לאנטנה דיפולית בעלת חוט דק.
- לסוגים אלה של אנטנות יש אלקטרודות בצורות שונות כמו Sharp BT, BT Asymmetric, Broad BT, Doubled BT & Blunted BT.
יתרונות
היתרונות של אנטנת עניבת פרפר כוללים את הדברים הבאים.
- אנטנות עניבת פרפר קלות משקל.
- העיצוב והייצור קל.
- שיווי משקל טוב יותר בתוך הקרינה.
- יש לו מבנה מישורי וגודל קומפקטי.
- רוחב הפס של האנטנה הזו ישופר עם אלמנטים משולשים מעל ישרים.
- אנטנות אלו מקבלות אותות לעתים קרובות מזווית של 60 מעלות.
- העיצוב שלו חזק מאוד.
- אלה לא יקרים.
- רפלקטור הרשת בתוך אנטנה זו יעיל מאוד בהשוואה לאנטנות יאגי.
החסרונות של אנטנת עניבת פרפר כוללים את הדברים הבאים.
- לאנטנות אלו יש יעילות שידור גרועה בקצה הנמוך של טווח התדרים שלהן.
- לאנטנות אלו יש השתקפויות של אש קצה, מאפייני פיזור, רוחב פס מוגבל, רווח לקוי ויעילות.
יישומים
ה יישומים של אנטנות עניבת פרפר כלול את הבאים.
- נכון לעכשיו, אנטנות אלו עדיין נמצאות בשימוש ביישומים רבים כמו 5G, Multi-band WLAN/LTE/WiMAX, פולרימטריית IR, מכ'מים קצרי טווח וחודר קרקע.
- אנטנת פפיון משמשת בכל יישומי UWB כגון מכ'ם חודר קרקע, Wi-Fi, יישומים מבוססי הדמיה אלחוטיים ומיקרוגל.
- אנטנות אלו נמצאות בשימוש נרחב עבור יישומי GPR
- אלה משמשים לעתים קרובות עבור קליטת טלוויזיה UHF לטווח קצר.
- יישומי אנטנות פפיון זהים לאנטנות דיפול למעט עם רוחב פס רחב יותר.
- אנטנה זו משמשת בדרך כלל ביישומי תקשורת אלחוטית כמו אנטנות לווין, תחנות בסיס של טלפונים סלולריים וכו'.
- אנטנה זו היא גם בחירה מושלמת כאשר נדרשת שידור וקבלה מטווח בינוני עד ארוך.
לפיכך, זוהי סקירה כללית של עניבת פרפר אנטנה - עובדת עם יישומים. אנטנה זו נחשבת לאנטנה דו-מימדית בגרסה דו-ממדית שיש לה אלמנטים רבים הבולטים בתוך תבנית של 360 מעלות בשני כיוונים. הנה שאלה בשבילך, מה זה א מערך אנטנות ?
