نظریه و آرایههای آنتن
آنتنها سیگنالهای هدایتشده را به امواج تابشی تبدیل میکنند و بالعکس، که با الگو، بهره و امپدانس مشخص میشوند و برای جهتدهی به آرایهها ترکیب میشوند.
Definition
نظریه آنتن به مطالعه دستگاههایی میپردازد که امواج الکترومغناطیسی را به طور کارآمد تابش یا دریافت میکنند و عملکرد آنها را از طریق الگوی تابش، جهتدهی، بهره، امپدانس و قطبش کمیسازی میکند، و آرایهها چندین عنصر را برای کنترل شکل و جهت پرتو تابشی ترکیب میکنند.
Scope
این موضوع مهندسی ساختارهای تابشی را پوشش میدهد: آنتنهای خطی و روزنهای، الگوی تابش، جهتدهی و بهره، مقاومت تابشی، امپدانس ورودی و پهنای باند، قطبش، اصل تقابل در ارسال و دریافت، و آرایههای آنتن با فاکتور آرایه، هدایت پرتو و شکلدهی پرتو. این مبحث نظریه تابش را در سیستمهای ارتباطی و حسگر عملی به کار میگیرد.
Core questions
- الگوی تابش و بهره یک آنتن چگونه تعیین میشود؟
- چرا ویژگیهای ارسال و دریافت توسط اصل تقابل به هم مرتبط هستند؟
- آرایههای عناصر چگونه پرتو را هدایت و شکل میدهند؟
Key concepts
- الگوی تابش
- جهتدهی
- بهره
- مقاومت تابشی
- امپدانس ورودی
- اصل تقابل
- فاکتور آرایه
- شکلدهی پرتو
Key theories
- پارامترهای آنتن و اصل تقابل
- یک آنتن با الگوی تابش، جهتدهی، بهره، مقاومت تابشی و امپدانس توصیف میشود و طبق اصل تقابل، الگوهای ارسال و دریافت آن یکسان هستند.
- فاکتور آرایه و شکلدهی پرتو
- الگوی ترکیبی یک آرایه آنتن، حاصلضرب الگوی عنصر در فاکتور آرایهای است که توسط فاصله و فاز عناصر تعیین میشود و امکان باریک کردن و هدایت الکترونیکی پرتو را فراهم میکند.
Clinical relevance
طراحی آنتن ارتباطات سیار و ماهوارهای، رادار و سنجش از دور، آرایههای رادیو نجوم، توان بیسیم و RFID، و طراحیهای آرایه فازی و سیمپیچ مورد استفاده در پزشکی رادار و تصویربرداری تشدید مغناطیسی را امکانپذیر میسازد.
History
دوقطبی و حلقه هرتز اولین آنتنها بودند و مارکونی آنها را برای ارتباطات بیسیم دوربرد مقیاسبندی کرد. کارهای قرن بیستم آرایههای جهتدار مانند طراحی یاگی-اودا را تولید کرد و آنتن یانسکی امواج رادیویی کیهانی را شناسایی کرد و رادیو نجوم را بنیان نهاد؛ آرایههای فازی بعدها هدایت الکترونیکی پرتو را ممکن ساختند.
Key figures
- Guglielmo Marconi
- Heinrich Hertz
- Karl Jansky
Related topics
Seminal works
- balanis2016
- kraus2002
Frequently asked questions
- بهره آنتن چیست؟
- بهره میزان تمرکز توان تابشی توسط یک آنتن در جهت ترجیحی خود را در مقایسه با یک تابشگر ایزوتروپیک اندازهگیری میکند و جهتدهی را با کارایی ترکیب میکند.
- یک آرایه چگونه میتواند بدون حرکت، پرتو خود را هدایت کند؟
- با تنظیم فاز نسبی سیگنال تغذیهشده به هر عنصر، یک آرایه جهت را تغییر میدهد که در آن مشارکت عناصر به طور سازنده جمع میشوند و پرتو را به صورت الکترونیکی هدایت میکند.