Thread by @iran313a

در این مطلب به آنتن ها می پردازیم واضح است با توجه به گستردگی زیاد این بحث نه همه آنتن ها مورد بررسی قرار می‌گیرند نه بنا به تدریس تئوری آنتن است فلذا مطالب بصورت خلاصه ارائه می‌شود.

https://twitter.com/iran313a/status/1331544070443782145

تعریف آنتن بنا بر فرهنگ لغت وبستر عبارت است از وسیله فلزی به مانند یک میله یا سیم برای ارسال و دریافت امواج رادیویی موسسه مهندسین برق و الکترونیک آنتن یا آنتن هوایی را وسایلی برای ارسال و دریافت امواج می‌داند به عبارت دیگر آنتن ساختار انتقالی بین فضای باز و هدایت کننده است...

همانطور که در شکل زیر نشان داده شده هدایت کننده خط انتقال می تواند خطی موازی یا موجبر باشد و وظیفه آن انتقال دادن انرژی الکترومغناطیس از منبع به آنتن و از آنتن به گیرنده است.در واقع آنتن ولتاژ و جریان را به امواج الکترومغناطیس تبدیل میکند (یا برعکس)...

آنتن ها را می توان با توجه به ویژگی هایشان در دسته بندی های متفاوتی قرار داد آنتن ها یا همه جهتی اند یا تک جهتی اند یا نیمه جهت دار.

انواع آنتن ها : آنتن های سیمی آشنا ترین نوع آنتن ها به شمار می رود از آنها در ساختمانها اتومبیل کشتی هواگردها و فضاپیماها استفاده می‌شود آنتن های dipole,loop,helixکه در شکل زیر مشاهده می کنید از جمله آنان اند(لوپ ها الزاما دایره ای نیستند دایره بودن بخاطر سادگی طراحی ست)...

آنتن های وصله ای یا میکرو استریپ :
این نوع آن تنها در دهه ۷۰ به خاطر کاربرد فضاپایه با اقبال زیادی مواجه شدند و امروزه در زمینه تجاری و دولتی استفاده فراوانی دارند ساختار...

این انتن ها شامل یک وصله ی فلزی و یک زیر لایه ارتباط با زمین است و پیکربندی گوناگونی دارند البته علت محبوبیت این آنتن ها به خاطر سادگی آنالیز ساخت و ویژگی های تشعشع آنهاست...

آنتن های آرایه ای:بسیاری از کاربردها نیاز به ویژگی‌های خاص تشعشع دارند که به واسطه ساختار تک المانی قابل حصول نیستند اگرچه به واسطه ترتیب دادن المان‌های تشعشع کننده در آرایش الکتریک و هندسی خاص یعنی یک آرایه می‌توان به ویژگی‌های تشعشع مطلوب رسید...

آرایش آرایه به دلیل ویژگی های هندسی و الکتریکی خاص سبب می‌شود که تشعشع در جهت یا جهت های مختلف به حداکثر و یا در جهاتی کاهش یابد (تغییرات فاز-MTI)
معمولاً اصطلاح آرایه به آرایش تشعشع کننده های منفرد در یک ساختار منسجم گفته می‌شوند (continues structure)...

آنتن های لنز: اصولاً برای جمع‌آوری تابش انرژی و جلوگیری از پخش شدن آن به جهت های غیر مطلوب استفاده می شود با شکل دهی صحیح پیکربندی هندسی و انتخاب متریال مناسب برای لنز آنها می تواند طیف وسیعی از انرژی منشعب را به موج تخت تبدیل کنند این نوع آنتن ها ...

قابلیت استفاده در بیشتر کاربرد های مشترک آنتن های پارابولیک را دارند مخصوصاً در فرکانس های بالاتر. (در فرکانس های پایین سایز به شدت بزرگ میشود)...

آنتن های رفلکتوری پارابولیک : این آنتن ها نقش بسزایی در کاوش های فضایی دارند و موفقیت های این حوزه در پی دستاوردهای تئوری آنتن است نیاز به ارتباط در فاصله‌های دور سبب استفاده از فرم های پیچیده ای از آنتن ها شده تا سیگنال ها را به فاصله میلیون‌ها کیلومتر ارسال و دریافت کنند...

آنتن های پارابولیک دارای گین بالا و گاه آن با قطرهای تا 305 متر ساخته می شود
آنتن های پارابولیک از نظر نوع رفلکتور و فید با گونه های متفاوتی تقسیم می شوند...

یکی از آنتن های متداول استفاده شده در سیستم های راداری رفلکتور های پارابولیک اند انرژی از تغذیه کننده به موجبر و آنتن سهمی شکل می رسد تغذیه کننده در محل تمرکز امواج سهمی قرار گرفته و انرژی را به سطح بازتابنده می‌تاباند.
متداول ترین نوع...

تغذیه کننده آنتن‌های شیپوری اند (horny antenna) که البته می‌تواند دو قطبی، حلزونی یا مارپیچی باشند
تن های یاغی یا دو قطبی مقدار بهره به 30-35 دسیبل هم می رسد البته یکی از معایب این آنتن ها مناسب نبودن آنها برای فرکانس پایین است (با توجه به سایز)...

عیب دیگر این است که تغذیه کرد می‌تواند به عنوان یک مانع پرتو رادار رفلکتور را جذب کند...

آنتن های صاف/پیچدار کاسگرین : از طراحی ها برای غلبه بر مشکل انسداد رفلکتور های کوچک آنتن های کاسگرین با پیکربندی پیش دارند این طرح بر اساس اصول ساده‌ای قطبیدگی بنیان نهاده شده...

برای توضیح بیشتر یک موج الکترومغناطیس از دو جز تشکیل شده است میدان مغناطیسی و میدان الکترواستاتیکی که همیشه بر هم و بر جهت انتشار عمودند قطبش به وسیله جهت گیری میدان الکترواستاتیک تعیین می‌شود قطبش می‌تواند خطی (عمودی-افقی) یا دایره ای (راست/چپ دست دایره ای و بیضی)یکی از...

ویژگی‌های قطبیدگی آن است که یک منبع را فیلتر کنیم تا خروجی فقط در جهت خاصی قطبیده شود به طور معمول قطبنده از دو جز تشکیل شده است در حالی که اتمهای نظیر با هم آرایش یافته‌اند (یا با فاصله بین شأن نظیر همدیگرند که البته باید کمتر از نصف طول موج باشد)

یک تصور غلط آن است که موج الکترومغناطیس است و قطبنده رفتار مشابهی دارند با کمک شکل زیر میتوان رفتار موج الکترومغناطیس را تحلیل کرد
در این شکل سیم ها(نرده؟) نقش قطبنده و فیلتر را دارند و طناب نقش موج الکترومغناطیس پس اگر موج در شبکه اول به صورت افقی پلاریزه شود در سیم بعدی که ...

صورت افقی پلاریزه شود در سیم بعدی که دارای جهت گیری عمودی است موج بلاک میشود (البته این شکل و مثال در جای خود صحیح است)
در واقعیت موج الکترومغناطیس رفتار بسیار متفاوتی از امواج مکانیکی دارد این فرض که موج از بین شکاف رد می شود به سادگی اشتباه است یک صفحه با چیدمان و قرار گیری..

افقی (سیم های موازی هم) موج رادیویی با قطبیدگی افقی را بلاک و باز می گرداند در حالی که به موج با جهت انتشار امواج عمودی اجازه عبور با مقداری جذب را می دهند و برعکس. این به این دلیل است که وقتی میدان الکتریکی یک موج موازی با سیم ها است الکترونها را در راستای طول قطبنده تحریک...

می کند زیرا طول سیم بسیار بیشتر از عرض الکترون هاست و الکترون ها با حرکت بیشتر انرژی موج را جذب می‌کنند در سوی دیگر حرکت همین الکترون ها باعث ایجاد جریان می‌شود که خود سبب ایجاد موج می شود موج دوم که به وسیله جریان القایی تولید شده موج جریان را در مسیر انتقال دفع می کند و...

به عنوان یک بازتابنده رفتار می‌کند در طرف دیگر وقتی میدان الکتریکی یک موج عمود بر سیم باشد الکترون ها را در عرض تحریک می‌کنند و چون الکترونها نمی‌توانند در جای خود جابجا شوند مقداری انرژی بازتاب می یابد...

به طور کلی در پیکربندی cassgarin آنتن فید به جای جلوی منعکس کننده اصلی به پشت آن منتقل شده است و کافی است سطح آنتن رفلکتور کوچکی را روشن کند و آن نقطه منعکس کننده اصلی را روشن کنند (سطح منعکس کننده اصلی نامتقارن می‌شود و تا حد زیادی مشکل بلاک شدن پرتو را برطرف میکند)...

نمونه ای از پیکربندی آنتن های کاسگرین در رادار های نظامی

آنتن های یاگی یودای (شاخه ای/یاگی) : یکی از انواع آنتن های مخابراتی برای کاربردهایی در فرکانس VHF, UHF و HF است.
آنتن یاگی از یک دیپل نیم‌موج با یک عنصر انگلی برای بهبود جهت‌دهی الگوی تشعشع ساخته شده است منظور از عنصر انگلی عنصری است که به منبع تغذیه وصل نیست...

در واقع عنصر مرکزی یعنی آنتن دیپل یا دیپل خمیده تنها ساختار دارای منبع ولتاژ و CA بوده و بقیه عناصر انگلی بوده و کار اصلی شان همان کمک به منعکس کردن یا ارسال انرژی به جهت خاصی است تغذیه انتن معمولاً دومی از آخر بوده و مقداری بزرگتر است (0.45 wavelength) در زمان حضور عناصر ...

انگلی تشدید کنندگی لازم را داشته باشد سمت چپ المنت تغذیه قرار دارد رفلکتور قراردارد که معمولاً المان بازتابنده اندکی از المان تغذیه بلندتر بوده و شاهد فقط یک رفلکتور هستیم اضافه کردن تعداد بیشتر سبب بهبود عملکرد می شود و نقش مهمی در تعیین نسبت جلو به عقب...

(منظور میزان قدرت گین بین جلو و عقب یک آنتن تک جهتی یا نسبت قدرت سیگنال ارسالی در سمت رو به جلو یا ارسال در جهت معکوس)عناصر سمت راست تغذیه کننده عناصر جهت‌دهی اند مقدار کمی نسبت به آن سر تغذیه‌کننده کوتاه ترند آنتن های یاگی معمولاً محدوده فرکانس کاری باریک دارد حداکثر بهره 17DB.

آنتن های شکاف دار یا روزنه ای این آنتن ها به طور وسیعی در هواگردها و فضاپیماها استفاده می‌شوند زیرا به خوبی قابلیت انطباق با بدنه را در دارند و می توان برای وضعیتی که شرایط استفاده از آنتن دارای ریسک است آنها را توسط مواد دی الکتریک پوشش داد...

در حالی که به نسبت سایز آنتن های پارابولیک و کاسگرین دارای گین بالایی هستند (زاویه تابش اصلی کوچک) هرچند دارای معایبی از جمله لوب جانبی بالا (آسیب پذیری رادار در مقابل اهدافی باسد مقطع پایین و عوارض زمینی) کاهش راندمان به‌خاطر بلوکه شدن بیم...

(که مشکل بزرگ برای رادار های کوچک مخزن رادارهای موشک های هوا به هوا است) با توجه به این مشکلات بود که آنتن های روزنه های توسعه یافتند این آنتن ها از شکافهای ریزی روی یک سطح صاف فلزی تشکیل شدند...

انرژی الکترومغناطیس تابیده شده از هر روزنه آن را به یک آنتن مجزا تبدیل کرده که با هم یک آرایه را تشکیل می‌دهد از ویژگی‌های این آنتن‌ها لبه جانبی کم گین بالا و برد بالا و اندازه کوچک و سبک است.

پ.ن : منظور horn ه horny یکم صورت خوشی نداره :|||

پ.ن: آنتن های ارایه فازی بعدا به این مطلب اضافه می شن.
#military