Antennes kunnen worden beschouwd als het meest essentiële onderdeel van moderne communicatiesystemen waarmee elektromagnetische golven over lange afstanden of dichtbij kunnen worden verzonden en ontvangen. Antennes zijn verkrijgbaar in verschillende vormen en configuraties voor verschillende toepassingen, zoals hoornantennes, paraboolantennes, yagi-antennes, paneelantennes, spiraalantennes, enz. Dit artikel wil een grondig inzicht geven in paneelantennes en yagi-antennes en hoe ze zich tot elkaar verhouden.
Overzicht van antennes
Eenvoudig gezegd is een antenne een apparaat dat wordt gebruikt voor het ontvangen of verzenden van signalen door elektrisch vermogen om te zetten in elektromagnetische golven en omgekeerd, waardoor commcommunicatie mogelijk wordt. Antennes zijn het verbindende apparaat tussen een zender en de vrije ruimte of de vrije ruimte en een ontvanger in een commcommunicatiesysteem. De kwaliteit van het communicatiesysteem, in het bijzonder draadloze communicatie, is sterk afhankelijk van de kwaliteit en prestaties van de antenne. Er zijn bepaalde parameters van een antenne zoals het werkfrequentiebereik, de versterking, de richtingsgevoeligheid, de polariteit, enz. die de prestaties van de antenne bepalen. Antennes worden ingedeeld in verschillende types op basis van hun fysieke structuur, stralingspatronen, werkfrequenties enz. Enkele van de meest voorkomende typen antennes worden hieronder kort beschreven.
Periodieke antenne: Een type directionele smalle bundelantenne met meerdere elementen die op een groot aantal frequenties werkt. Deze antennes worden meestal gebruikt voor toepassingen waar een variabele bandbreedte nodig is, samen met antenneversterking en richtingsgevoeligheid.
Draadantennes: Een van de eenvoudigste soorten antennes die geleidende draden gebruiken om radiosignalen te verzenden en te ontvangen. Dit kunnen zowel dipool- als monopoolantennes zijn. Deze worden gebruikt in een groot aantal toepassingen zoals omroep, draadloze communicatie en radiotoepassingen of gemonteerd op voertuigen, schepen, gebouwen, enz.
Openingsantennes: Dit type antenne heeft een of meer gleuven in het oppervlak om signalen door te laten. Deze worden meestal gebruikt in microgolffrequenties en kunnen worden gebruikt voor toepassingen zoals satellieten, vliegtuigen en ruimtevaartuigen.
Reflectorantennes: Dit kunnen parabolische antennes zijn of hoekantennes die een gebogen reflecterend oppervlak gebruiken om radio- of andere elektromagnetische golven te concentreren. Ze worden voornamelijk gebruikt als feederantennes en worden gebruikt voor toepassingen zoals satellietcommunicatie, radarsystemen, enz.
Microstrip antennes: Dit is een platte antenne die bestaat uit een metalen patch gedrukt op een dun substraat. Ze worden meestal gebruikt in elektronische apparaten vanwege hun kleine en compacte afmetingen, installatiegemak en lichte gewicht.
Array-antennes: Dit type heeft meerdere kleine antennes die op een specifieke manier gerangschikt zijn om als een enkele antenne te functioneren. Deze zijn gemakkelijk aanpasbaar en worden daarom gebruikt voor toepassingen met hoge versterking waarbij het stralingspatroon moet worden gecontroleerd.
Wat is een platte antenne?
Een platte antenne is een richtantenne waarbij een dipool voor een platte reflector is geplaatst. Ze hebben een groot oppervlak voor een hoge versterking en de smalle bundelbreedte helpt om storingen van andere signalen te minimaliseren. Platte paneelantennes worden gebruikt voor toepassingen zoals Wi-Fi-netwerken, cellulaire netwerken, RFID-systemen en CCTV. Een paneelantenne bestaat uit meerdere elementen die in een rasterpatroon zijn gerangschikt, waarbij elk element bestaat uit een individuele dipool die voor een gemeenschappelijke reflector is geplaatst. Elk element of paneel is verantwoordelijk voor het zenden of ontvangen van signalen in een specifieke richting.
Wat is een Yagi-antenne?
Een yagi antenne is een richtantenne met een dipool als sturend element dat als bron fungeert en parasitaire elementen die reflectoren en directoren zijn die over de lengte zijn verbonden. De parasitaire elementen stralen hun signalen opnieuw uit in een iets andere fase dan die van het aandrijvende element, waardoor het signaal in sommige richtingen wordt versterkt en in andere wordt geneutraliseerd. Yagi-antennes worden meestal gebruikt voor radio- en televisie-uitzendingen, draadloze communicatiesystemen, punt-tot-punt communicatie en langeafstandsontvangst.
Belangrijkste verschillen tussen platte antennes en yagi antennes
Ontwerp en structuur: Platte paneelantennes zijn plat en rechthoekig van vorm met een gedeelde reflector en stralingselementen die in een rasterpatroon in het paneel zijn gerangschikt. Yagi-antennes hebben een aandrijfelement, een reflector en meerdere richtelementen die in een lineaire array langs een vast stralingselement zijn geplaatst.
Werkingsprincipe: Paneelantennes werken door meerdere stralingselementen aan te sluiten op een voedingsnetwerk waardoor de antenne van stroom wordt voorzien. Deze elementen worden in verschillende configuraties geplaatst om het gewenste richtingspatroon te verkrijgen. Een yagi antenne werkt door het aandrijvende element dat elektromagnetische golven opwekt en het reflectorelement achter het aandrijvende element dat deze golven naar voren reflecteert. De richtelementen aan de voorkant richten en focussen de gereflecteerde golven naar voren.
Frequentiebereik en bandbreedte: Zowel platte paneelantennes als yagi-antennes zijn verkrijgbaar in een groot aantal frequenties en bandbreedtes. De werkfrequenties verschillen per verkoper en fabrikant. Typisch zijn paneelantennes verkrijgbaar tussen 400 en 8000 MHz, en yagi antennes tussen 30 en 3000 MHz. Paneelantennes hebben een breed stralingspatroon met een grote bundelbreedte, terwijl yagi antennes een smal stralingspatroon hebben met een meer gerichte bundelbreedte.
Versterking en richtingsgevoeligheid: Yagi-antennes en paneelantennes zijn beide richtantennes, maar paneelantennes hebben een lagere versterking in vergelijking met yagi-antennes. Met een meer gerichte bundel kunnen yagi antennes signalen over een langere afstand uitzenden.
Installatie en draagbaarheid: Platte paneelantennes hebben een minimalistisch ontwerp waardoor ze gemakkelijk op verschillende oppervlakken kunnen worden gemonteerd. Ze kunnen worden gebruikt voor zowel vaste als draagbare toepassingen. Moderne yagi antennes zijn verkrijgbaar in compacte afmetingen, in tegenstelling tot vroeger toen ze nog lang waren, en kunnen dus gemakkelijk geïnstalleerd worden. Ze hebben betaalbare apparatuur en kunnen gemakkelijk worden gemonteerd. Yagi-antennes worden meestal gebruikt voor toepassingen op een vaste locatie, maar kunnen worden aangepast.
Afmetingen en verzending: Platte paneelantennes en yagi-antennes zijn verkrijgbaar in verschillende maten. Paneelantennes hebben een compacter ontwerp en kunnen dus gemakkelijk worden verzonden. Yagi-antennes, hoewel veel omvangrijker met verlengde elementen aan de zijkanten, kunnen meestal worden gedemonteerd en verpakt en kunnen dus ook gemakkelijk worden verzonden.
Voordelen en nadelen van Yagi Antennes
Voordelen:
- Hoge versterking en zeer richtingsgevoelig
- Betaalbare apparatuur
- Eenvoudig te bouwen, installeren en onderhouden
Nadelen:
- Enigszins beperkte bandbreedte en frequentiebereik
- De antenne is vrij lang voor hogere gains.
- Beperkte mobiliteit
Voordelen en nadelen van platte antennes
Voordelen:
- Veelzijdig voor stationaire en mobiele toepassingen
- Laag profiel, gestroomlijnd ontwerp
- Grotere bundelbreedte
- Werkt met ultrahoge frequenties (geschikt voor real-time toepassingen)
Nadelen:
- Beperkt bereik
- Lagere winst
- Hogere complexiteit in ontwerp en onderhoud.
De juiste antenne kiezen
Prestatie-eisen: Er moet rekening worden gehouden met belangrijke prestatiefactoren zoals de werkfrequenties, bandbreedte, antenneversterking, polarisatie, enz. Voor toepassingen met een ultrahoog frequentiebereik zijn paneelantennes beter dan yagi-antennes. Ook voor kortere afstanden of toepassingen waarbij een hoge versterking minder kritisch is, zijn platte paneelantennes beter. De Spanning Staande Golf Verhouding moet ook overwogen worden om een efficiënte vermogensoverdracht en minimale signaalreflectie te garanderen.
Fysieke beperkingen: Het is belangrijk om rekening te houden met de beschikbare ruimte en montagemogelijkheden. Yagi-antennes zijn meestal langer terwijl paneelantennes een groter oppervlak hebben. De geschikte vorm en grootte moeten worden overwogen, samen met de prestatieparameters.
Omgevingsfactoren: Afhankelijk van de locatie moet de antenne bestand zijn tegen de omgevingsomstandigheden. Paneelantennes zijn doorgaans beter bestand tegen interferentie door wind en andere omgevingsfactoren. Yagi-antennes met hun lange giek en verlengde detectorstructuur kunnen de prestaties meer beïnvloeden door wind.
Kostenanalyse: Een andere belangrijke parameter om rekening mee te houden zijn de kosten. De initiële aankoop- en installatiekosten, de gebruikskosten en het rendement op investering zijn de belangrijkste factoren die in overweging moeten worden genomen bij de keuze tussen platte antennes en yagi-antennes.
Conclusie
In summary spelen antennes een centrale rol in communicatiesystemen en hun efficiëntie. Platte paneelantennes en yagi-antennes zijn twee van de meest gebruikte soorten antennes. Dit artikel bespreekt de specifieke kenmerken van elke antenne en hoe ze zich tot elkaar verhouden. Prestatiekenmerken, fysieke beperkingen, haalbaarheid van installatie en onderhoud, omgevingsfactoren, kosten, enz. zijn enkele van de factoren waarmee rekening moet worden gehouden bij het selecteren van een antenne. Het is van cruciaal belang om de juiste antenne te kiezen voor optimale prestaties van een toepassing.
NL 
EN 
FR 
AR 
DE 
IT 
PT 
ES 
RU 
KO 
PL