A antena de microonestransmet i rep energia electromagnètica a freqüències de microones, normalment des d'aproximadament 1 GHz fins al rang d'ones mil·limètriques. Converteix l'energia de radiofreqüència guiada d'un cable coaxial, una línia de microstrip o una guia d'ones en una ona radiada; en mode de recepció, el mateix procés funciona a l'inrevés.
El tipus d'antena, l'obertura, la polarització, l'adaptació d'impedància i la freqüència de funcionament determinen el guany, l'amplada del feix, l'eficiència i l'amplada de banda útil.
Com funciona una antena de microones?
Mode de transmissió
Un transmissor de radiofreqüència (RF) subministra energia a través d'un cable coaxial, una línia de microstrip o una guia d'ones a l'alimentació de l'antena. Les distribucions de corrent i camp elèctric a l'estructura radiant produeixen ones electromagnètiques.Antenes de trompai les antenes reflectores formen feixos estrets, mentre que les matrius controlen el feix mitjançant l'amplitud i la fase a través de múltiples elements.
Mode de recepció
Una ona electromagnètica entrant indueix voltatge i corrent als terminals de l'antena. La xarxa d'alimentació transfereix aquest senyal al receptor per filtrar-lo i processar-lo. Com que la majoria d'antenes passives són recíproques, els seus patrons de transmissió i recepció són essencialment els mateixos a la mateixa freqüència i polarització.
Directivitat, guany i control de feix
La directivitat descriu la força amb què una antena concentra la radiació en una direcció concreta. El guany també inclou l'eficiència de la radiació, de manera que el guany sempre és inferior o igual a la directivitat quan ambdues utilitzen la mateixa referència. Una obertura efectiva més gran generalment produeix un guany més alt i un feix més estret.
Per a una antena d'obertura, la directivitat aproximada ésD ≈ 4πηA/λ², on η és l'eficiència d'obertura, A és l'àrea d'obertura física i λ és la longitud d'ona.
El guany pràctic depèn de l'eficiència de l'obertura, les pèrdues del conductor i del dielèctric, l'adaptació d'impedància, la precisió de la superfície i la il·luminació de l'alimentació.Antenes reflectores parabòliquespot proporcionar més de 30 dBi de guany per a enllaços punt a punt i per satèl·lit, depenent del diàmetre, la freqüència i l'eficiència de la antena.
Components clau d'un sistema d'antena de microones
Un sistema complet d'antena de microones combina l'estructura radiant amb una alimentació de baixa pèrdua, components d'adaptació i polarització, i la interfície de RF correcta.
| Component | Funció | Exemples |
|---|---|---|
| Estructura radiant | Converteix l'energia de radiofreqüència guiada en ones d'espai lliure i viceversa. | Botó, pegat, ranura, reflector |
| Xarxa d'alimentació | Transfereix energia de radiofreqüència amb pèrdua i fase controlades | Guia d'ones, cable coaxial, microstrip |
| Components de coincidència i polarització | Control de reflexions i polarització | Transicions, polaritzadors, OMTs |
| Interfície RF | Connecta l'antena a l'emissor o al receptor | Connector coaxial o brida de guia d'ones |
Tipus comuns d'antenes de microones
- Antenes de trompa:Ofereixen patrons de radiació predictibles, amplada de banda i alta potència per a proves, radar i reflectors.
- Antenes de microstrip:Proporciona una solució compacta i de baix perfil per a terminals sense fil, matrius i sistemes integrats.
- Antenes reflectores:Produeix feixos estrets i d'alt guany per a satèl·lits, telemetria i enllaços de llarga distància.
- Antenes de matriu:Combina diversos elements per augmentar el guany o controlar electrònicament el feix.
Freqüència, coincidència i rendiment
A freqüències de microones més baixes, les antenes de pedaç, de matriu, log-periòdiques, espirals i reflectores es seleccionen segons l'amplada de banda, la mida, la cobertura, el guany i els requisits d'instal·lació.
A freqüències més altes de microones i ones mil·limètriques, les antenes de trompa i reflector alimentades per guia d'ones s'utilitzen àmpliament perquè ofereixen baixes pèrdues d'alimentació, polarització predictible i control precís del feix.
Una bona adaptació d'impedància redueix la potència reflectida. La VSWR o pèrdua de retorn acceptable depèn de l'especificació del sistema; els objectius de disseny comuns inclouen VSWR ≤ 1.5 o pèrdua de retorn ≥ 14 dB, però aquests no són límits universals.
Aplicacions comunes d'antenes de microones
- 5G i enllaços punt a punt:Les matrius de pegats, les antenes de trompa i les antenes reflectores admeten enllaços direccionals, formació de feix i backhaul d'alta capacitat.
- Radar i detecció:Les antenes i les matrius d'alt guany proporcionen la resolució angular i el control del feix necessaris per a la detecció, el seguiment, el radar d'automoció i els sistemes de mesura.
- Comunicació per satèl·lit:Les antenes reflectores i de trompa proporcionen un alt guany i una polarització controlada per a terminals terrestres, telemetria i seguiment.
- Prova i mesura:Les antenes de guany estàndard i altres antenes calibrades permeten fer proves de cambra, mesures de camp i caracteritzar antenes.
Per als enllaços de comunicació, les reflexions, les obstruccions, el clima i el moviment relatiu poden canviar l'amplitud i la fase del senyal, per la qual cosa el disseny de l'enllaç hauria de tenir-ho en compte.esvaïment del canal sense fil.
Com triar una antena de microones
Comenceu amb la freqüència de funcionament i l'amplada de banda requerida, i després equilibreu el rendiment elèctric amb els límits mecànics i ambientals del sistema.
- Freqüència i amplada de banda:Confirmeu que l'antena cobreix tota la banda operativa amb una adaptació acceptable.
- Guany i amplada de feix:Un guany més alt generalment produeix un feix més estret i requereix una alineació més precisa.
- Polarització:Adaptar la polarització lineal o circular al sistema de ràdio i a l'entorn de propagació.
- Energia, interfície i entorn:Comproveu la gestió de potència, la brida del connector o de la guia d'ones, el muntatge, la temperatura, la protecció contra les inclemències meteorològiques i la mida.
Conclusió
Les antenes de microones converteixen els senyals de radiofreqüència guiats en radiació electromagnètica controlada i realitzen el procés invers en la recepció. Seleccionar el disseny adequat requereix equilibrar el rang de freqüència, el guany, l'amplada del feix, la polarització, l'amplada de banda, la gestió de potència, la interfície i els requisits ambientals.
RF MISO subministra trompes, reflectors, matrius, microstrips, espirals, logperiòdics i altres.solucions d'antenes de microonesper a radar, comunicació per satèl·lit, proves i sistemes sense fil.
Per a més informació sobre les antenes, visiteu:
Data de publicació: 15 d'agost de 2025
