Un'antenna è un dispositivo metallico, utilizzato per trasmettere e ricevere segnali elettromagnetici radio, dove questi segnali rappresentano alcune informazioni. Le radio sono progettate principalmente per la comunicazione wireless per trasmettere sia segnali a microonde che radio. In generale, le antenne sono disponibili in diverse dimensioni e forme. Ci sono molti motivi per utilizzare le antenne, ma il motivo principale è quello di fornire un modo semplice per trasmettere segnali o dati. Ce ne sono diversi tipi di antenne disponibile come Yagi Uda , Apertura, riflettore, antenna a filo e molti altri. Questo articolo discute uno dei tipi di antenna come antenna a filo – lavorare con le applicazioni.
Definizione dell'antenna a filo
Un'antenna a filo è un tipo di antenna radio che include un lungo filo sospeso a terra. Il filo nell'antenna raccoglie i segnali e li irradia ulteriormente. In questa antenna, la lunghezza dell'antenna a filo non ha alcuna relazione con la sua lunghezza d'onda. Il filo è semplicemente collegato al trasmettitore o al ricevitore attraverso il sintonizzatore di un'antenna per trasmettere o ricevere i segnali. Queste antenne sono ben note per la loro facilità di installazione e portabilità. Di seguito è riportato lo schema dell'antenna a filo.
Progettazione dell'antenna a filo
La costruzione di antenne con fili lunghi è semplice perché la lunghezza di questa antenna filare è multipla di λ/2. Generalmente, le antenne che hanno una lunghezza λ/2 o λ/4 sono note come antenna a dipolo semionda . Ma un'antenna che ha una lunghezza maggiore di λ/2 è nota come a antenna a filo lungo . Quindi la lunghezza di un'antenna con un filo lungo è considerata un multiplo della mezza lunghezza d'onda. Quindi, la lunghezza dell'antenna con un filo lungo è data come (L = n λ/2).
Questi fili sono disposti verticalmente o orizzontalmente, ma la direzione a volte è sciatta rispetto al terreno. L'eccitazione esterna a questa antenna è fornita attraverso le linee di alimentazione in cui la linea di alimentazione è semplicemente fornita all'estremità, al centro o ovunque nel mezzo della lunghezza del filo.
Qui la polarizzazione dell'antenna a filo è mostrata dalla direzione dell'antenna rispetto al suolo. La posizione del punto di alimentazione rappresenta la direzione del lobo. In questa semplice costruzione di antenna a filo, un semplice filo conduttore è collegato da un'estremità all'altra tra le stazioni trasmittenti e riceventi. Quindi, il collegamento diretto a filo lungo tra le due estremità consentirà il segnale dalla stazione trasmittente e irradierà il segnale in modo che possa essere ottenuto all'estremità rimanente.
Come funziona l'antenna a filo?
L'antenna con un filo lungo è una combinazione di diversi dipoli a semionda; quindi, il suo principio di funzionamento è lo stesso dell'antenna a dipolo a semionda. Quindi la lunghezza di queste antenne è maggiore rispetto alla mezza lunghezza d'onda. Quindi, quando un lungo filo conduttore viene semplicemente eccitato dalla tensione di ingresso, in seguito i portatori di carica andranno alla deriva in base alla metà del segnale applicato. Se viene applicata la prima metà del segnale, i portatori di carica sperimenteranno una forza attrattiva mentre se viene utilizzato un mezzo ciclo negativo, i portatori di carica sperimenteranno la repulsione. Quindi l'azione cumulativa di questo portatore di carica nel conduttore produce un campo elettrico instabile. Pertanto il segnale viene irradiato in questo modo all'altra estremità attraverso l'antenna a filo lungo.
L'antenna con filo lungo è più lunga rispetto alla metà della lunghezza d'onda. Quando la lunghezza dell'antenna a filo lungo viene aumentata, anche la direttività migliorerà. È notevole nel caso di un'antenna con un filo lungo cioè; per la frequenza di funzionamento più bassa, generalmente, la lunghezza è considerata come mezza lunghezza d'onda e l'alimentazione esterna è fornita alla fine.
Tipi di antenna a filo
Queste antenne sono classificate in diversi tipi e ogni tipo è discusso di seguito.
Antenna a dipolo corto
La forma semplice di un'antenna a filo è un'antenna a dipolo corto. Questo è un circuito aperto in cui il segnale o i dati vengono alimentati all'interno del centro. In questa antenna, il termine 'corto' non si riferisce alla dimensione dell'antenna ma, fondamentalmente, è la relativa lunghezza d'onda. Questa antenna ha due estremità in cui un'estremità è a circuito aperto e l'altra estremità è alimentata da una sorgente CA. La gamma di frequenza di questa antenna varia da 3 KHz a 30 MHz, quindi viene utilizzata principalmente nei ricevitori a bassa frequenza.
Antenna a dipolo
L'antenna a dipolo è una delle forme più significative di antenna RF che include un filo elettricamente conduttore altrimenti asta pari alla metà della lunghezza d'onda massima preferita. Il filo o vergella è diviso al centro tramite un isolante dove ogni estremità al centro è semplicemente collegata alla linea di alimentazione tramite un balun normalmente ad un cavo coassiale.
Queste antenne sono ampiamente utilizzate in diverse comunicazioni radio. Questa antenna è molto semplice da progettare e funziona sulle sezioni ad alta frequenza, altissima frequenza e ultra alta frequenza dello spettro RF. Si prega di fare riferimento a questo link per saperne di più Antenna a dipolo .
Antenna ad anello
Un'antenna a telaio è un tipo di antenna a filo che riceve i segnali radio in modo più efficiente rispetto ad altre antenne. Queste sono considerate antenne più efficienti rispetto ad altre antenne perché consumano meno elettricità e funzionano con un'ampia gamma di frequenze (da 300 MHZ a 3 GHz). Le prestazioni di questa antenna dipendono principalmente da diversi fattori come il design, il posizionamento, ecc.
Nelle antenne ad anello, la flessione dei fili può formare forme diverse come circolare, triangolare, rettangolare ed ellittica. Queste antenne sono molto semplici, versatili e poco costose, quindi utilizzate in una vasta gamma di applicazioni utilizzate nei dispositivi RFID per rilevare la posizione del trasmettitore, utilizzate come trasmettitori UHF, utilizzate per ricevere onde HF all'interno di ricevitori radio, ecc.
Antenna a dipolo semionda
Un tipo di antenna a dipolo in cui la lunghezza del dipolo è metà della sua lunghezza d'onda alla frequenza operativa è chiamata antenna a dipolo a mezza onda. Questa è un'antenna a dipolo molto famosa che a volte è anche conosciuta come antenna Hertz.
Questa antenna ha una struttura di risonanza semplice per applicazioni di trasmissione e ricezione. Questi sono elementi di base in tutte le forme di antenne perché queste antenne aiutano a progettare diverse antenne complesse. La gamma di frequenza operativa di questa antenna è compresa tra 3 kHz e 300 GHz.
Le antenne a dipolo a semionda sono utilizzate principalmente nei ricevitori radio e TV. Quando queste antenne vengono utilizzate con un altro tipo di antenna, mostra prestazioni eccezionali.
Antenna a dipolo ripiegato
Un'antenna a dipolo piegato è un tipo di antenna che include due conduttori. Questi conduttori sono semplicemente collegati su due lati e piegati per formare una forma cilindrica chiusa. La lunghezza del dipolo è la metà della lunghezza d'onda. quindi, è noto come antenna a dipolo piegato a mezza onda. La gamma di frequenza di questa antenna a dipolo ripiegato va da 3 KHz a 300 GHz ed è la più frequentemente utilizzata dai ricevitori TV.
Antenna monopolare
Un'antenna unipolare è un'antenna di trasmissione radio che include un singolo conduttore che viene normalmente alimentato alla base di un'antenna attraverso una sorgente di tensione. Questa antenna è un'antenna molto semplice ea filo singolo che viene normalmente montata verticalmente e utilizzata normalmente sia per la trasmissione che per la ricezione dei segnali. Quindi questi sono usati per scopi di trasmissione o comunicazione. Le antenne monopolo funzionano su bande RFID inferiori (da 2,2 a 2,6 GHz), bande RFID medie (da 5,3 a 6,8 GHz) e bande RFID superiori (da 8,7 a 9,5 GHz).
Antenna elicoidale
Un'antenna elicoidale è un tipo di antenna a filo che è anche nota come antenna elicoidale perché la forma di questa antenna è un'elica. La gamma di frequenza di questa antenna è di circa 30 MHz - 3 GHz. Quindi questa antenna elicoidale funziona nella gamma di VHF e UHF.
Un'antenna elicoidale viene utilizzata per trasmettere e ricevere segnali VHF, utilizzata per comunicazioni satellitari e sonde spaziali e per la radioastronomia, stabilisce comunicazioni tra la luna e la Terra. Si prega di fare riferimento a questo link per saperne di più Antenna elicoidale .
Dipoli a banda larga
L'antenna a dipolo a banda larga è un tipo di antenna a filo che fornisce semplicemente prestazioni eccezionali per circuiti principalmente a corto e medio raggio. Per i circuiti basati sulla comunicazione a corto raggio a frequenze più basse, il diagramma di radiazione di questa antenna ha un angolo di decollo elevato. Allo stesso modo, per i circuiti basati sulla comunicazione a medio raggio a frequenze più elevate, il diagramma di radiazione di questa antenna ha angoli di decollo inferiori.
Antenna a quadrifoglio
Un'antenna a quadrifoglio è un tipo di antenna a filo polarizzata circolarmente e il diagramma di radiazione di questa antenna è lo stesso di un'antenna a dipolo. Questa antenna include principalmente un minimo di 3 o 4 frame che sono collegati in parallelo e anche attorcigliati in un modo particolare per ottenere la polarizzazione circolare.
Guadagno dell'antenna a filo
Il Guadagno dell'antenna è la capacità dell'antenna di emettere meno o più in qualsiasi direzione rispetto a un'antenna teorica. Questo guadagno indica semplicemente quanto forte un'antenna può trasmettere o ricevere un segnale in una particolare direzione. Il guadagno dell'antenna a filo è;
Per il dipolo corto è 1,5 (1,76 dBi) e per
Il dipolo a semionda sta salendo a 1,64 (2,15 dBi). Clicca qui per saperne di più su Guadagno dell'antenna.
Vantaggi e svantaggi
Il vantaggi delle antenne filari include il seguente.
- La costruzione di questa antenna è semplice
- Queste antenne forniscono guadagno e direttività soddisfacenti.
- Queste antenne hanno modelli direzionali nitidi.
- Questi non sono costosi.
- A bassi angoli verticali, si concentra semplicemente sulla radiazione
- Si irradiano su qualsiasi gamma di frequenza per la quale la loro lunghezza complessiva non è inferiore a λ/2.
Il svantaggi delle antenne filari include il seguente.
- Alle basse frequenze, l'antenna a dipolo mostra una grande dimensione.
- Le antenne ad anello hanno uno scarso guadagno, sono difficili da sintonizzare e sono estremamente a banda stretta.
- Le dimensioni delle antenne elicoidali sono ingombranti e sono molto facilmente desintonizzabili da oggetti vicini.
- Le antenne filari necessitano di un sistema di adattamento appropriato per ottenere risultati migliori.
- Queste antenne necessitano di un sistema corrispondente o di un sintonizzatore.
Applicazioni
Il applicazioni di antenne filari include il seguente.
- Le antenne filari sono ampiamente utilizzate come antenne riceventi sulle bande di onde corte, onde medie e onde lunghe.
- Queste antenne sono utilizzate nelle comunicazioni a lunga distanza punto-punto a causa della loro struttura semplice.
- Queste antenne sono utilizzate in navi, astronavi, edifici, automobili, satelliti, missili, comunicazioni a microonde e applicazioni ad altissimo guadagno.
Quindi, questa è una panoramica del filo antenne - funzionanti con applicazioni. Esempi di antenne a filo sono; antenna a dipolo, antenna ad elica, antenna unipolare e antenna ad anello. Ecco una domanda per te, qual è la funzione di un'antenna?
