אנטנות תיל
.3אנטנות תיל הקדמה דיפול מונופול לולאה סליל מערך יאגי-אודה מערך לוג-פריודי 1 הקדמה 2 הקדמה אנטנות תיל )חוט( הן האנטנות הפשוטות והנפוצות ביותר .בעקרון כל חוט )או מוט( שמוזרם בו זרם חילופין ,מפיק קרינה אלקטרומגנטית . בחוט שאורכו חצי אורך גל בקירוב ,קיים אימפדנס כניסה של עשרות אוהמים המתאים להזנה על ידי קו קואכסיאלי .האימפדנס תלוי בתדר ולכן אנטנה כזו מטבעה היא צרת סרט. חוטים מסוגים שונים ובתצורות שונות יכולים לשמש כאנטנה עם כיווניות נמוכה ,כאשר הדגש העיקרי הוא על תיאום אימפדנסים ושמירה על קיטוב נדרש. 3 הקדמה אנטנות חוט רגישות לנוכחות של משטח אדמה. בעקרון משטח אדמה מגדיל את שבח החוט ב6-8 dB - ) 3 dBבגלל השיקוף ועוד 3 dBבגלל שהקרינה מוגבלת לחצי מן המרחב(. צירוף של מספר אנטנות מוט יוצר מערך עם כיווניות מסוימת .במערך הנפוץ הידוע בשם "יאגי" מזינים אלמנט אחד באופן אקטיבי ויתר החוטים פסיביים. במערך הידוע בשם "לוג פריודי" מזינים בטור שורה של אלמנטים שכל אחד מכוון לתדר אחר וביחד הם מהווים אנטנה רחבת סרט במיוחד. 4 תיאום אנטנות תיל התנגדות קרינה של אנטנות תיל :בתחום 50-300 Ω הזנה מקובלת על ידי קו קואכסיאלי של 50 Ω בדרך כלל נדרש תיאום אימפדנסים על ידי רכיב נוסף )כגון סליל ,קבל או שנאי(. בדרך כלל נדרש לסלק אופני התפשטות בלתי רצויים הנובעים מחיבור בין קו לא מאוזן )קואכס( לקו מאוזן )זוג חוטים( על ידי רכיב בשם BALUN 5 למה 50Ω פשרה בין הנחתה מינימלית לבין יכולת נשיאת הספק מכסימלית 6 תיאום על ידי סליל הסליל גם מקטין את אורך האנטנה 7 דיפול דיפול חצי אורך גל הוא ככל הנראה האנטנה הראשונה שיוצרה אי פעם .זו גם אחת האנטנות הנפוצות ביותר, במיוחד לשימושים ניידים שבהם רוצים לשדר ולקלוט באופן כלל כיווני. אימפדנס הכניסה תלוי בתדר .באורך גל מסוים החלק המדומה מתאפס והחלק הממשי הוא בסביבות 50-70 אוהם ) 73אוהם אם הדיפול צר מאד( .זהו אימפדנס קרינה שנוח מאד לתאם אליו קו קואכסיאלי. 8 דיפול אימפדנס הכניסה המרוכב של דיפול 9 דיפול אם נקודת ההזנה היא במרכז הדיפול -אימפדנס הכניסה הוא מינימלי .אם נקודת ההזנה איננה במרכז מתקבל אימפדנס כניסה גבוה יותר. מעל תדר התהודה – מתווסף מרכיב השראותי מתחת תדר התהודה – מתווסף מרכיב קיבולי האורך המעשי של דיפול כזה הוא .0.45-0.48 λ קיטוב הדיפול זהה לכוון החוט – כלומר לינארי. אם הדיפול מקופל נוצר קיטוב שקול לפי סיכום וקטורי. 10 דיפול λ/2 11 דיפול λ/2 עקומת קרינה 12 דיפול λ/2 עקומת קרינה בהשוואה למקרן איזוטרופי 13 דיפול בנוכחות משטח אדמה לנוכחות של משטח אדמה בסמוך לדיפול יש משמעות רבה מבחינת הקרינה. בדיפולים גדולים מאד )בתדרים נמוכים( לקרקע עצמה יש חשיבות רבה ,במיוחד אם היא רטובה. בדיפולים קטנים משתמשים במשטח אדמה )מתכת( כדי להגדיל את הכיווניות .בעקרון משטח אדמה מגדיל את הכיוונית בעוד ) 5-8 dBיוצר שיקוף של עוד דיפול וכן מכוון את הקרינה לחצי מרחב(. המרחק למשטח האדמה קובע אם ההתאבכות בין הדיפול והשיקוף שלו תהיה בונה או הורסת. 14 דיפול בנוכחות משטח אדמה בלי משטח אדמה אדמה במרחק λ/4 אדמה במרחק λ/2 15 דיפול מקופל Folded Dipole • • • • • 16 אורכו כמו דיפול λ/2 אימפדנס 300 Ω הזנה ע"י זוג חוטים רוחב סרט גדול מתאים במיוחד להזנת מערכים )כמו יאגי( דיפול מקופל 17 דיפול כפול Turnstile Dipole • • • • • 18 2דיפולים מאונכים מוזנים עם הפרש פאזה של 90º התקנה אופקית אלומה כלל כיוונית קיטוב אופקי או מעגלי דיפול כפול 19 דיפול כפול Turnstile Dipole • מבנה של דיפול כפול • רחב סרט במיוחד • מתאים לתחנות שידור כלל כיווניות 20 דיפול קצר לעתים קרובות רוצים לקצר את הדיפול משיקולי מקום ונפח .קיימות מספר טכניקות לקיצור הדיפול, למשל הוספת דיסקה בקצה ,הוספת סליל באמצע וכו'. חשוב לזכור כי לדיפולים השונים יש עקומות קרינה ושבח די דומים .ההבדל העיקרי בין דיפולים שונים הוא באימפדנס ובקיטוב. 21 דיפול קצר 22 דיפול קצר מאד 23 דיפול קצר מאד 24 דיפול קצר 25 דיפול קצר 26 דיפול חצי אורך גל 27 דיפול חצי אורך גל 28 דיפול חצי אורך גל 29 דיפולים ארוכים 30 דיפול גלילי • אנטנה שנחקרה לעומק רב • אימפדנס כניסה נמוך יחסית • רוחב סרט מגיע עד 20-30% 31 דיפול גלילי אימפדנס ממשי אימפדנס ריאקטיבי 32 דיפול bi-conical רחב סרט במיוחד דיפול בי-קוני )חוט( 33 דיפול "פרפר" דיפול Bicone רחב סרט במיוחד רוחב סרט 50% עד 50% 34 אנטנת Bicone אוסף תיילים אנכיים מעל משטח אדמה )חוטים( שיפור בכיווניות והגדלת רוחב סרט 35 BALUN נדרש בדיפולים לא נדרש במונופולים מונע זרמי שפה בלתי רצויים 36 דיפולים מודפסים 37 דיפולים מודפסים 38 אנטנת מונופול הצבה אנכית )בדרך כלל מעל משטח אדמה( .חצי מאורך של דיפול .האדמה משקפת את המונופול ויוצרת דיפול סטנדרטי של .λ/2 השבח של מונופול מעל אדמה אינסופית הוא בערך 5 dBומעל אדמה סופית בסביבות .4-6 dB אימפדנס כניסה ) 30-35 Ωמתאים להזנת קואכס ללא צורך בהתקן .(BALUN אנטנה שימושית מאד עבור תקשורת ניידת המותקנת על גבי כלי רכב או כלי טיס. 39 מונופול מעל משטח אדמה משטח אדמה מלא אדמה מחוטים 40 קרינת אנטנת מונופול 41 אנטנת Discone משטח האדמה נמצא מעל האנטנה 42 מונופולים מודפסים דרישות :מזעור ,ריבוי תדרים ,קיטוב מעורב ,גיוון מרחבי 43 מונופולים מודפסים 44 מונופולים מודפסים 45 מונופולים מודפסים 46 מונופולים מודפסים 47 מונופולים מודפסים 48 מונופולים מודפסים 49 אנטנת לולאה Loop לולאת זרם מעגלית ,שקולה לדיפול מגנטי במרכז. אנטנה מאד ותיקה ,משמשת בעיקר לסנסורים ומדי כיוון .מתאימה במיוחד לחישה של שדות מגנטיים. מתאימה גם לקליטת שידורי רדיו מסחריים כמו .AM, FM, CBבמקרים רבים מלפפים לולאות סביב חומר פריטי כדי להקטין את הגודל. בעקרון מחלקים את הלולאות לקטנות מאד )הזרם על פניהן קבוע( ולגדולות ביחס לאורך הגל. 50 אנטנת לולאה קטנה 51 אנטנת לולאה 52 אנטנת לולאה 53 אנטנת לולאה 54 אנטנת סליל Helix אנטנה המורכבת ממספר לולאות )בצורת ספירלה מתקדמת במרחב( .לפעמים מוסיפים משטח אדמה. יתכנו מספר אופני התפשטות של הגלים לאורך הספירלה. באופן ההתפשטות הנפוץ ביותר הסלילים מהווים מערך End-Fireעם כיווניות בינונית. אנטנה מתאימה במיוחד לקיטוב מעגלי עם ARיוצא מן הכלל ורוחב סרט גדול .מתאימה מאד ללווינים וחלליות. 55 אנטנת סליל Helix 56 אנטנת סליל Helix 57 אנטנת סליל Helix 58 אנטנת סליל Helix 59 מערכי אנטנות הגדלת הכיווניות והשבח על ידי חיבור מספר מקרנים • מערך Broadsideקורן בניצב למשטח האנטנה • מערך Endfireקורן במקביל למשטח האנטנה • מערך מעורר פאזה – חיבור קוהרנטי )בפאזה( כאשר המרחק בין מקרנים שכנים הוא בתחום 0.5-0.9 λ • מערך פרזיטי – חלק מן האלמנטים פסיביים )מתעוררים ע"י קרינה ממקרנים אחרים( 60 מערכי אנטנות תיל נזכיר כאן שני מערכי אנטנות תיל ידועים: מערך יאגי -אלמנט אחד מוזן באופן אקטיבי וכל יתר האלמנטים פסיביים .מערך זול ,יעיל ופשוט בתדרי VHF-UHFעם רוחב סרט של 5-15%ושבח 8-16 dB מערך לוג פריודי -קבוצת דיפולים שכולם מוזנים מקו תמסורת אחד .אורכי הדיפולים שונים ולכן האנטנה פועלת ברוחב סרט גדול עד ,10:1ושבח של 6-10 dB 61 מערך יאגי -אודה הומצא ביפן בשנות ה 20-על ידי יאגי )הפרופסור( ואודה )הטכנאי( וזכה להכרה בינלאומית נרחבת. מערך end-fireעם כיווניות בינונית. אלמנט אחד מוזן באופן אקטיבי. מוט אחד משמש כרפלקטור )ארוך מן האלמנט המוזן( .מספר מוטות )בין 3ל (15-משמשים כדירקטורים )קצרים מן האלמנט המוזן(. בעיה אופיינית של קרינה לא רצויה לאחור. 62 מערך יאגי – אודה – מבנה כללי 63 מערך יאגי – אודה – ממדים אופיינים 64 מערך יאגי – אודה – עקום קרינה 65 שבח של מערך יאגי -אודה 66 מערך יאגי – אודה – גרף טיפוסי 67 מערך יאגי – אודה – גרף טיפוסי 68 זוג מערכי יאגי-אודה 69 מערך לוג פריודי – אנטנה שאינה תלויה בתדר סוג של אנטנה שאינה תלויה כמעט בתדר. הרעיון היסודי הוא :מבנה בסיסי שהולך וגדל באופן מחזורי ופועל בכל אורכי הגל . 70 מערך לוג פריודי 71 מערך לוג פריודי – בכל תדר פועל אזור אחר 72 מערך לוג פריודי 73 מערכים לוג פריודיים שימוש נרחב במערכות מודיעין אלקטרוני 74 75 76 77 78 79
© Copyright 2024