Антенны можно рассматривать как наиболее важный компонент современных систем связи, обеспечивающий передачу и прием электромагнитных волн на большие расстояния или поблизости. Антенны бывают различных форм и конфигураций для различных применений, таких как рупорные, параболические, яги, панельные, спиральные и т.д. Цель этой статьи - дать полное представление о панельных антеннах и антеннах типа "яги" и их сравнении друг с другом.
Обзор антенн
Проще говоря, антенна - это устройство, используемое для приема или передачи сигналов путем преобразования электрической энергии в электромагнитные волны и наоборот, что обеспечивает связь. Антенны - это связующее устройство между передатчиком и свободным пространством или свободным пространством и приемником в системе связи. Качество системы связи, особенно беспроводной, в значительной степени зависит от качества и производительности антенны. Существуют определенные параметры антенны, такие как диапазон рабочих частот, коэффициент усиления, направленность, полярность и т. д., которые определяют ее производительность. Антенны делятся на различные типы в зависимости от их физической структуры, диаграммы направленности излучения, рабочих частот и т. д. Ниже приводится краткое описание нескольких наиболее распространенных типов антенн.
Логопериодическая антенна: Тип многоэлементной направленной узконаправленной антенны, работающей в широком диапазоне частот. Такие антенны обычно используются в приложениях, где требуется переменная полоса пропускания, а также усиление и направленность антенны.
Проволочные антенны: Один из простейших типов антенн, использующих токопроводящие провода для передачи и приема радиосигналов. Это могут быть как дипольные, так и монопольные антенны. Они используются в широком спектре приложений, таких как радиовещание, беспроводная связь, радиоприборы или устанавливаются на транспортных средствах, кораблях, зданиях и т. д.
Апертурные антенны: Этот тип антенн имеет одну или несколько щелей, вырезанных на поверхности для приема сигналов. Они обычно используются на микроволновых частотах и применяются в спутниках, самолетах и космических кораблях.
Рефлекторные антенны: Это могут быть как параболические, так и угловые антенны, использующие изогнутую отражающую поверхность для концентрации радио- или других электромагнитных волн. Они используются в основном в качестве фидерных антенн и применяются в таких приложениях, как спутниковая связь, радарные системы и т.д.
Микрополосковые антенны: Это плоская антенна, состоящая из металлического патча, напечатанного на тонкой подложке. Они обычно используются в электронных устройствах благодаря своим небольшим и компактным размерам, простоте установки и легкости.
Массивные антенны: Этот тип имеет несколько небольших антенн, расположенных определенным образом, чтобы функционировать как одна антенна. Они легко настраиваются и поэтому используются для приложений с высоким коэффициентом усиления, где необходимо контролировать диаграмму направленности излучения.
Что такое плоская антенна?
Плоская панельная антенна представляет собой направленная антенна диполь, расположенный перед плоским отражателем. Они имеют большую площадь поверхности, обеспечивающую высокий коэффициент усиления, а узконаправленная ширина луча помогает свести к минимуму помехи от других сигналов. Плоские панельные антенны используются в таких приложениях, как сети Wi-Fi, сотовые сети, системы RFID и CCTV. Панельная антенна состоит из нескольких элементов, расположенных в виде решетки, каждый из которых представляет собой отдельный диполь, размещенный перед общим рефлектором. Каждый элемент или панель отвечает за передачу или прием сигналов в определенном направлении.
Что такое антенна Yagi?
Антенна "яги" - это направленная антенна с диполем в качестве ведущего элемента, который выступает в роли источника, и паразитными элементами, которые являются рефлекторами и директорами, соединенными по всей длине. Паразитные элементы переизлучают свои сигналы в фазе, немного отличающейся от фазы сигнала ведущего элемента, таким образом усиливая сигнал в одних направлениях и гася его в других. Антенны Yagi обычно используются для радио- и телевещания, систем беспроводной связи, связи "точка-точка" и дальнего приема.
Основные различия между плоскопанельными антеннами и антеннами Yagi
Дизайн и структура: Плоские панельные антенны имеют плоскую и прямоугольную форму с общим рефлектором и излучающими элементами, расположенными внутри панели в виде решетки. Антенны Yagi имеют движущий элемент, рефлектор и несколько направляющих элементов, расположенных вдоль фиксированного лучевого элемента в виде линейной решетки.
Принцип действия: Панельные антенны работают путем подключения нескольких излучающих элементов к фидерной сети, обеспечивающей питание антенны. Эти элементы располагаются в различных конфигурациях, чтобы получить желаемую диаграмму направленности. Антенна типа "яги" работает за счет того, что движущий элемент генерирует электромагнитные волны, а рефлекторный элемент, расположенный за движущим элементом, отражает эти волны вперед. Направляющие элементы, расположенные спереди, направляют и фокусируют отраженные волны вперед.
Частотный диапазон и полоса пропускания: Как плоские панельные антенны, так и антенны типа "яги" доступны в широком диапазоне частот и полос пропускания. Рабочие частоты различаются у разных производителей и производителей. Как правило, панельные антенны выпускаются в диапазоне от 400 до 8000 MHz, а антенны типа "яги" - от 30 до 3000 MHz. Панельные антенны имеют широкую диаграмму направленности излучения с большой шириной луча, в то время как антенны типа "яги" имеют узкую диаграмму направленности излучения с более сфокусированным лучом.
Усиление и направленность: Антенны Yagi и панельные антенны - это направленные антенны, но панельные антенны имеют меньший коэффициент усиления по сравнению с антеннами Yagi. Благодаря более сфокусированному лучу антенны "яги" обычно могут передавать сигналы на большее расстояние.
Установка и портативность: Плоские панельные антенны имеют минималистичный дизайн, что делает их удобными для установки на различных поверхностях. Они могут использоваться как для стационарных, так и для портативных приложений. Современные антенны yagi имеют компактные размеры, в отличие от тех, что раньше были длинными, и поэтому легко устанавливаются. Они имеют доступную стоимость и легко монтируются. Антенны Yagi обычно используются для стационарного размещения, но могут быть настроены по индивидуальному заказу.
Размер и доставка: Плоские панельные антенны и антенны типа "яги" бывают разных размеров. Панельные антенны имеют более компактную конструкцию и, следовательно, могут быть легко транспортированы. Антенны Yagi, хотя и имеют более громоздкую конструкцию с удлиненными элементами по бокам, в большинстве случаев могут быть разобраны и упакованы, а значит, их также удобно транспортировать.
Преимущества и недостатки антенн Yagi
Преимущества:
- Высокий коэффициент усиления и высокая направленность
- Доступное оборудование
- Простота создания, установки и обслуживания
Недостатки:
- Несколько ограниченная полоса пропускания и частотный диапазон
- Антенна довольно длинная, что позволяет добиться большего усиления.
- Ограниченная мобильность
Преимущества и недостатки плоских панельных антенн
Преимущества:
- Универсальность для стационарного и мобильного применения
- Низкопрофильный, обтекаемый дизайн
- Более широкая полоса пропускания
- Работает на сверхвысоких частотах (подходит для приложений реального времени)
Недостатки:
- Ограниченный ассортимент
- Низкое усиление
- Повышенная сложность проектирования и обслуживания.
Как выбрать правильную антенну
Требования к производительности: Необходимо учитывать такие ключевые факторы, как рабочие частоты, полоса пропускания, коэффициент усиления антенны, поляризация и т. д. Для применения в сверхвысокочастотном диапазоне панельные антенны лучше, чем антенны типа "яги". Аналогично, для коротких расстояний или приложений, где высокий коэффициент усиления не столь важен, лучше использовать плоские панельные антенны. Для обеспечения эффективной передачи энергии и минимального отражения сигнала следует также учитывать коэффициент стоячей волны напряжения.
Физические ограничения: Важно учитывать доступное пространство и варианты монтажа. Антенны Yagi обычно длиннее, а панельные антенны имеют большую площадь поверхности. Подходящую форму и размер следует рассматривать вместе с параметрами производительности.
Экологические факторы: В зависимости от места установки антенна должна выдерживать условия окружающей среды. Панельные антенны, как правило, более устойчивы к помехам от ветра и других факторов окружающей среды. Антенны Yagi с длинной штангой и удлиненной структурой детектора могут сильнее пострадать от ветра.
Анализ затрат: Еще один ключевой параметр, который необходимо учитывать, - это стоимость. Первоначальная стоимость покупки и установки, стоимость эксплуатации и окупаемость инвестиций - вот основные факторы, которые необходимо учитывать при выборе между плоскими панельными антеннами и антеннами типа "яги".
Заключение
В целом, антенны играют ключевую роль в системах связи и их эффективности. Плоские панельные антенны и антенны типа "яги" - два широко используемых типа антенн. В этой статье мы рассмотрели особенности каждой антенны и их сравнение друг с другом. Эксплуатационные характеристики, физические ограничения, возможность установки и обслуживания, экологические факторы, стоимость и т. д. - вот лишь некоторые из факторов, которые необходимо учитывать при выборе антенны. Очень важно выбрать правильную антенну, чтобы обеспечить оптимальную производительность приложения.
RU 
EN 
FR 
AR 
NL 
DE 
IT 
PT 
ES 
KO 
PL