Lens Anteni : Tasarım, Çalışma, Çeşitleri ve Uygulamaları

Anten, elektrik devresi ve boşluk arasında radyo elektromanyetik dalgaları ileten ve alan metalik bir iletim cihazıdır. Bu cihazlar, çatınızda TV izlemek için kullanılan küçük antenlerin bulunabileceği ve büyük antenlerin uydulardan milyonlarca mil uzaktaki sinyalleri yakalamak için kullanıldığı farklı boyut ve şekillerde mevcuttur. Var farklı anten türleri Her antenin şekline ve boyutuna bağlı olarak tel, dipol, halka, kısa dipol, açıklık, monopol, lens, yuva, korna vb. gibi belirli bir frekans aralığında sinyalleri iletmek ve almak için tasarlandığı yerlerde kullanılabilir. anten türlerinden birine genel bakış, yani - lens anteni ve uygulamalarla çalışması.

Mercek Anteni Nedir?

Esas olarak daha yüksek frekans uygulamaları için kullanılan üç boyutlu elektromanyetik cihaz, mercek anteni olarak bilinir. Bu anten, beslemeli bir elektromanyetik mercek içerir ve optik alanda kullanılan bir cam merceğe benzer. Bu anten, hem iletim hem de alım için kavisli bir yüzey kullanır. Bu antenler, hem yakınsak hem de ıraksak mercek özelliklerinin izlendiği her yerde camdan üretilir. Lens anteni frekans aralığı 1000 MHz ile 3000 MHz arasındadır.

bu bir lens anteninin işlevi küresel, kontrol açıklığı aydınlatmasından, paralel elektromanyetik ışınlardan bir düzlem dalga cephesi oluşturmak, odak noktasında gelen dalganın ön yüzünü oluşturmak ve yönsel özellikler üretmektir.

Lens Anten Tasarımı

Mercek anteni, temel olarak mikrodalga frekans aralığındaki sinyalleri iletmek ve almak için tasarlanmıştır. Yakınsak tip bir optik merceğin belirli bir konumda bulunduğunu ve enerji kaynağının, iletim modunda optik mercek ekseni boyunca bir odak uzaklığı mesafesinde enerji üreten odak noktasında bulunduğunu düşünürsek.

Optik açıdan bakıldığında, ışık merceğin dışına düştüğünde kırılma nedeniyle büküldüğünün hepimiz farkında olmalıyız. Burada, ışık enerjisinin bükülme şekli esas olarak merceğin yapıldığı malzemeye ve eğriye bağlıdır.

Sonuç olarak, merceğin solunda bulunan odak noktasında dipol veya huni anten gibi besleme anteni bulunduğunda, kaynaktan doğadan sapan küresel dalga cephesi antenin yüzeyinden gelebilir.

Dolayısıyla, gelişinden sonra ışınlar içinden aktıktan sonra, sapan ışınlar kırılma nedeniyle çarpışacak ve düz dalga cephelerine dönüşeceklerdir. Böylece paralel ışınlar optik merceğin sağ tarafında elde edilir. Bunun gibi, antenin sinyali bir besleme elemanı ile iletilir. Benzer şekilde, bu anten bir dielektrik malzemeden yapılmışsa, RF elektromanyetik sinyalleri aynı şekilde paralelleştirilir ve ayrıca iletilir.

Şimdi aşağıdaki anteni alma modunda düşünün. Bu modda, paralel ışınlar, kırılma mekanizması nedeniyle merceğin sol tarafındaki odak noktasında yakınsak mercek yüzeyine düşecektir. Dolayısıyla, bu işlem, alma modu için kullanıldığında kullanılır.

Burada, radyo frekansında daha iyi odaklanma özellikleri elde etmek için, ortamın kırılma indisinin 1'in altında olması gerektiğine dikkat edilmelidir. Bu, malzemenin kırılma indeksi düşük/yüksek olduğunda bile düz dalga cepheleri vermeye yol açar.

Lens Anteni Çalışıyor

Mercek anteninin çalışması optik mercekle aynıdır. Mercek malzemesinde, mikrodalga sinyalleri havadakinden farklı bir faz hızına sahiptir, bu nedenle değişen mercek kalınlığı, içinden farklı miktarlarda iletilen mikrodalga sinyallerini, dalga yönünü ve dalga cephesi şeklini değiştirmeyi basitçe geciktirir.

Bu anten, sinyalleri iletmek ve almak için bir merceğin yakınsama ve sapma özelliklerini kullanır. Bu tür antenler, lensli bir dipol/boynuz anten içerir. Burada lens boyutu esas olarak çalışma frekansına bağlıdır, bu nedenle çalışma frekansı daha yüksek olduğunda lens boyutu daha küçüktür. Yüksek frekanslarda bu antenler kullanılır çünkü düşük frekanslarda biraz hantal olabilirler.

İçinde parabolik yansıma r, reflektörün odak noktasındaki besleme elemanından yayılan enerjinin yüzeyine ulaştığını ve küresel olarak yayılan mikrodalgaları düzlem dalgalara dönüştürdüğünü gördük. Böylece yönlendirmeyi arttırır.

Aynı şekilde, bir mercek anteni durumunda, nokta kaynağı, optik mercek yüzeyine mikrodalga enerjisi üreten besleme gibi çalışır. Dolayısıyla bu optik yüzey, yayılan küresel dalga cephelerinin koşutlanmış olana dönüşmesi için güç sağlar.

Burada, kolimatör merceğin sonlu dielektrik sabiti değerine sahip bir dielektrik malzemeden yapılmış olması dikkat çekicidir. Bununla birlikte, bunlar, RF'de kırılma indeksi biriminin altında sergileyen malzemelerle de yapılabilir.

Lens Anten Çeşitleri

Aşağıda tartışılan iki tip lens anten gecikmeli lens anteni ve hızlı lens anteni vardır.

Gecikmeli Mercek Anteni

Bir geciktirme merceği veya yavaş dalga mercek anteni, mercek ortamı nedeniyle ilerleyen dalga cephelerinde gecikmeye neden olan bir anten olarak tanımlanabilir. Bazen bu tür antenlere dielektrik mercekler de denir. Antenin dielektrik lens eyleminin gösterimi aşağıda gösterilmiştir.

Bu tip antenlerde, radyo dalgaları mercek ortamında boş uzaya göre çok yavaş hareket eder, kırılma indisi birden büyüktür. Böylece merceğin ortamından geçerek yolun uzunluğu artar.

Bu, ışık üzerindeki sıradan bir optik lens eylemiyle aynıdır. Merceğin katı kısımları yolun uzunluğunu artırdığından, dışbükey mercek gibi yakınsak bir mercek radyo dalgalarını odaklar ve içbükey mercek gibi bir ıraksayan mercek, sıradan merceklerde olduğu gibi radyo dalgalarını dağıtır. Bu lensler, dielektrik malzemeler ve H-düzlem plaka yapıları ile yapılır.

Gecikmeli lens anteni, inşaat için kullanılan dielektrik malzeme tipine göre iki tipte sınıflandırılır: metalik dielektrik lens ve metalik olmayan dielektrik lens.

Hızlı Mercek Anteni

Hızlı mercek veya hızlı dalga mercek anteninde, radyo dalgaları mercek ortamı içinde boş uzaya göre çok daha hızlı hareket eder, bu nedenle kırılma indeksi birin altındadır, bu nedenle mercek ortamından geçerek optik yolun uzunluğu azalır . Bazen bu anten, E-düzlem metal plaka anteni olarak da bilinir.

Bu tip antenin sıradan optik malzemeler içinde analogu yoktur, bu nedenle radyo dalgalarının dalga kılavuzları içindeki faz hızının ışık hızından daha yüksek olması nedeniyle gerçekleşir. Merceğin katı parçaları yolun uzunluğunu azalttığından, içbükey mercek gibi yakınsak bir mercek radyo dalgalarını odaklar ve dışbükey mercek gibi bir ıraksayan mercek, sıradan optik merceklerin karşısındadır. Bu lensler, E-düzlem plaka yapıları ve negatif indeksli metamalzemelerle yapılır.

Avantajlar ve dezavantajlar

bu lens anteninin avantajları aşağıdakileri dahil edin.

• Dar ışın genişliği, düşük gürültü sıcaklığı, yüksek kazanç ve düşük yan loblara sahiptir.
• Bu antenlerin yapısı daha kompakttır.
• Bunlar, parabolik reflektörler ve huni antenlere kıyasla daha hafiftir.
• Daha iyi tasarım toleransına sahiptir.
• Bu antendeki besleme ve besleme desteği açıklığı engellemez.
• Kiriş, eksene göre açısal olarak hareket ettirilebilir.
• Tasarım toleransı dahilinde daha fazla esneklik sağlar, bu nedenle bu anten içinde bükülme elde edilebilir.
• Son derece yüksek frekanslı uygulamalar için kullanılır.

bu lens anteninin dezavantajları aşağıdakileri dahil edin.

• Lensler özellikle düşük frekanslarda hantaldır.
• Tasarım içindeki karmaşıklık.
• Bunlar, reflektörlerle karşılaştırıldığında aynı özellikler için pahalıdır.

Uygulamalar

bu lens anten uygulamaları aşağıdakileri dahil edin.

• Bunlar 3 GHz'in üzerindeki frekanslar için uygundur.
• Geniş bant anten gibi kullanılır.
• Bunlar esas olarak mikrodalga frekans uygulamaları için kullanılır.
• Bu antenin yakınsama özellikleri, parabolik yansıtıcı antenler adı verilen çok çeşitli antenler geliştirmek için kullanılabilir, bu nedenle bunlar uydu iletişiminde yaygın olarak kullanılır.
• Bunlar, radyo teleskoplar, milimetre dalgalar gibi yüksek kazançlı mikrodalga sistemlerde kolimasyon elemanları olarak kullanılır. radar & uydu antenleri.

Böylece, bu mercek antenlerine genel bakış – uygulamalarla çalışmak. Bu antenler, kurulumu daha kolay ve daha ucuz olan daha iyi mobil bağlantı sağlayarak mekan sahiplerine ve operatörlere bir çözüm sağlamak için geldi. İşte size bir soru, boynuz anten nedir?