Что такое антенна Yagi? Исчерпывающее руководство

Антенны - важнейшие элементы системы со1TP14Туникации. Они отвечают за передачу и прием сигналов в беспроводном режиме в различных диапазонах. В зависимости от формы, размера и электромагнитных свойств антенны можно разделить на несколько типов. Среди этих различных типов антенн, Yagi антенны играют решающую роль в теле1TP14Туникации. В этой статье мы рассмотрим, как работают антенны Yagi, изучим их конструкцию, историю и факторы, определяющие их производительность. Наконец, мы изучим некоторые из широко используемых применений антенн Yagi в различных беспроводных системах со1TP14Туникации.

Историческая справка

Антенна Yagi представляет собой направленная антенна которая была представлена двумя японскими учеными в 1926 году. Учеными, которые изобрели антенну Яги-Уда, являются Синтаро Уда и его начальник Хидецугу Яги. Синтаро был ответственен за формулирование теории, лежащей в основе антенны, а Яги помог ему популяризировать свои идеи среди мирового со1TP14Тунити. Самым старым применением антенн Яги-Уда были радарные системы, использовавшиеся во время Второй мировой войны. Однако с окончанием мировой войны они стали использоваться в качестве домашних телевизионных антенн.

С развитием технологий и временем первоначальная конструкция антенны Yagi-Uda была оптимизирована и модифицирована в соответствии с возникающими требованиями. За годы своего существования антенны Yagi-Uda завоевали множество областей применения, включая спутниковую связь, благодаря своей простой и элегантной конструкции. Помимо спутниковой связи и использования в качестве домашних телевизионных антенн, они также применяются в горнодобывающей промышленности, любительских радиостанциях и стационарных центрах приема сотовых телефонов.

Понимание дизайна

Проектирование антенн подразумевает оценку различных электрических и магнитных свойств их конструкции. Если говорить об антенне Yagi-Uda, то она состоит из трех основных компонентов, а именно,

• Движущий элемент: Этот элемент отвечает за подачу тока питания на остальные элементы антенны. Длина ведущего элемента зависит от рабочей частоты антенны.

• Отражатель: Эти элементы отвечают за ослабление боковых лепестков в диаграмме направленности излучения антенны. Диаграмма направленности излучения антенны - это изображение зоны покрытия, достигаемой при передаче сигнала антенной, и характеризуется главным лепестком и боковыми лепестками. Главный лепесток несет большую часть энергии, в то время как боковые лепестки несут меньшую энергию или паразитное излучение. Поэтому рефлекторы являются важным элементом в конструкции антенн Yagi-Uda. Обычно длина рефлектора составляет около 5% длины ведущего элемента, расположенного на самом заднем конце антенны.

• Директора: Эти элементы отвечают за направление сигнала или диаграммы направленности электромагнитного излучения в заданном направлении.

Кроме того, если говорить о материалах, используемых для производства антенн, то для изготовления антенн Yagi-Uda в основном используются такие материалы, как алюминий, медь и нержавеющая сталь, где предпочтение отдается высокой прочности. Стекловолокно - еще один тип материала, широко используемый для производства антенн Yagi-Uda. Наконец, мы определили элементы антенны Yagi-Uda, их размеры и другие факторы, такие как количество директоров и расстояние между директорами, в зависимости от диапазона рабочих частот и области применения.

Как работает антенна Yagi?

В предыдущем разделе мы рассмотрели важные аспекты конструкции антенны Yagi-Uda, теперь давайте обсудим принцип ее работы. Элементы антенны размещаются на пассивной конструкции, известной как бум. Задняя часть состоит из рефлекторов, которые представляют собой металлические стержни. Эти рефлекторы в сочетании с директорами обеспечивают направленность диаграммы направленности излучения. Движущий элемент - единственный активный компонент антенны, обычно расположенный в виде сложенного диполя.

Антенны Yagi-Uda считаются направленными антеннами с высоким коэффициентом усиления, где типичный коэффициент усиления антенны Yagi-Uda составляет около 10-14dBi. Однако антенны Yagi-Uda считаются частотно-чувствительными устройствами, и их конструкция зависит от требуемого диапазона рабочих частот. Кроме того, полоса пропускания, достижимая с помощью антенны Yagi-Uda, является узкой по сравнению с другими типами антенн. По сравнению с другими типами антенн, такими как патч и спиральные антенны, антенны Yagi-Uda имеют более высокий коэффициент усиления и направленность.

Факторы, влияющие на производительность

Теперь давайте обсудим некоторые факторы, влияющие на эффективность работы антенны Yagi-Uda. Производительность этих антенн зависит от следующих факторов:

• Частота работы: Когда мы проектируем антенну Yagi-Uda, она будет работать на определенной частоте в зависимости от параметров конструкции, таких как расстояние между рефлектором и директором, длина и размер. Поэтому рабочая частота должна быть оптимальной для достижения наилучших характеристик.

• Длина и расстояние между элементами: Как уже говорилось, расстояние между элементами и их длина в конструкции антенны могут влиять на коэффициент усиления и направленность антенны.

• Экологические факторы: Все мы, возможно, сталкивались с этим при использовании антенн Yagi-Uda в качестве домашних телевизионных антенн. Серьезные условия окружающей среды могут повлиять на работу антенны, включая препятствия и электромагнитные помехи.

• Особенности монтажа и ориентации: Правильная высота установки и ориентация очень важны, так как они влияют на производительность антенн Yagi-Uda.

Области применения антенны Yagi

Антенны Yagi-Uda широко используются в следующих областях:

• Они используются в беспроводных системах communication в качестве базовых станций сотовой связи и для организации каналов communication "точка-точка" с высокой направленностью.

• Антенны Yagi-Uda широко используются в телевидении и радиовещании. Они также популярны среди радиолюбителей.

• Популярное применение антенн Yagi-Uda - использование их для развертывания Wi-F-соединений большой дальности.

• Радиовещательные приложения: Благодаря преимуществу высокого коэффициента усиления и направленности антенны Yagi-Uda также популярны в различных вещательных приложениях.

Преимущества и ограничения антенны Yagi

Антенны Yagi-Uda относятся к категории антенн с высоким коэффициентом усиления и направленностью. Соответственно, Преимущества антенн Yagi-Uda могут быть определены следующим образом:

• Высокое усиление

• Высокая направленность

• Простая конструкция и, следовательно, низкая стоимость по сравнению с современными типами антенн, такими как патч-антенны

Несмотря на свои преимущества, антенны Yagi имеют некоторые ограничения. К ним относятся:

• Узкая полоса пропускания, ограничивающая диапазон рабочих частот

• Их конструкция подвержена влиянию помех

• В конструкциях, требующих всенаправленного покрытия, антенны Yagi-Uda могут оказаться не идеальным вариантом для вашего приложения

Практические соображения по установке

Важно учитывать некоторые практические соображения при установке и обслуживании антенны в ваших условиях. Антенна Yagi-Uda предоставляет вам различные варианты монтажа, такие как:

• Крыша
• Мачта
• Портативные установки

Вы можете выбрать идеальный вариант монтажа в зависимости от ваших требований.
Наконец, при использовании антенн Yagi-Uda в вашей стране необходимо соблюдать существующие нормативные правила и положения.

Заключение

В этой статье мы исследовали конструкцию и принцип работы антенн Яги-Уда. Кроме того, мы обсудили широко распространенные области применения антенн Yagi. Эта статья может служить справочным руководством при рассмотрении антенны Yagi для вашего приложения.