Antena omnidirecțională - Omnidirectional antenna

Exemplu de antenă omnidirecțională; o antenă bici pe un walkie-talkie

În comunicațiile radio , o antenă omnidirecțională este o clasă de antenă care radiază o putere radio egală în toate direcțiile perpendiculare pe o axă ( direcții azimutale ), cu putere variabilă în funcție de unghiul față de axă ( unghiul de înălțime ), scăzând la zero pe axă. Când este reprezentată în trei dimensiuni (a se vedea graficul), acest model de radiație este adesea descris ca fiind în formă de gogoașă . Rețineți că acest lucru este diferit de o antenă izotropă , care radiază o putere egală în toate direcțiile, având o sfericămodel de radiații. Antenele omnidirecționale orientate vertical sunt utilizate pe scară largă pentru antenele nondirecționale de pe suprafața Pământului, deoarece acestea radiază în mod egal în toate direcțiile orizontale, în timp ce puterea radiată scade cu unghiul de înălțare, astfel încât puțină energie radio este îndreptată în cer sau în jos spre pământ și irosită . Antene omnidirecționale sunt utilizate pe scară largă pentru a difuza programe radio antene, și în dispozitive mobile care utilizează radio , cum ar fi telefoanele mobile , aparate de radio FM , stații de emisie-recepție , rețele de calculatoare wireless , telefoane fără fir , GPS , precum și pentru stațiile de bază care comunică cu stațiile radio mobile, precum dispecerii poliției și taxiurilor și comunicațiilor aeronautice.

Modelul de radiație al unei antene omnidirecționale simple, o antenă dipol verticală cu jumătate de undă . În acest grafic, antena se află în centrul "gogoșei" sau torului . Distanța radială de centru reprezintă puterea radiată în acea direcție. Puterea radiată este maximă pe direcții orizontale, coborând la zero direct deasupra și sub antenă.
Animația unei antene dipol omnidirecționale cu jumătate de undă care transmite unde radio . Antena din centru este formată din două tije verticale din metal, cu un curent alternativ aplicat în centrul său de la un transmițător radio (nu este prezentat) . Buclele de câmp electric (linii negre) părăsesc antena și se deplasează cu viteza luminii ; acestea sunt undele radio. Această diagramă arată doar radiația într-un singur plan prin axă, radiația este simetrică față de axa verticală a antenei.

Tipuri

Modelul de radiație al unei antene monopol de 3λ / 2 . Deși radiația unei antene omnidirecționale este simetrică în direcții azimutale, aceasta poate varia într-un mod complicat cu unghiul de înălțime, având lobi și nuluri la unghiuri diferite.

Cele mai frecvente modele de antene omnidirecționale sunt antena monopolică , constând dintr-un conductor vertical de tijă montat pe un plan de masă conductor și o antenă dipolă verticală , formată din două tije verticale coliniare. Monopolul sfert de undă și jumătate de val dipol ambele au verticale modele de radiații constând dintr - un singur lob larg cu radiație maximă în direcții orizontale, astfel încât acestea sunt populare. Monopolul cu un sfert de undă, cea mai compactă antenă rezonantă, poate fi cea mai utilizată antenă din lume. Monopolul de undă cu cinci optimi, cu o lungime de lungime de undă, este, de asemenea, popular, deoarece la această lungime un monopol radiază putere maximă în direcții orizontale.

Tipurile obișnuite de antene omnidirecționale cu câștig redus sunt antena cu bici , antena „Rubber Ducky” , antena planului la sol, antena dipol orientată vertical , antena discone , radiatorul catargului , antena cu buclă orizontală (uneori cunoscută colocvial ca „antenă circulară” din cauza forma) și antena halo .

Se pot construi și antene omnidirecționale cu câștig mai mare. „Câștig mai mare” în acest caz înseamnă că antena radiază mai puțină energie la unghiuri de înălțime mai mari și mai mici și mai mult în direcțiile orizontale. Antenele omnidirecționale cu câștig ridicat sunt realizate în general folosind matrice de dipoli coliniari . Acestea constau din mai mulți dipoli cu jumătate de undă montați coliniar (în linie), alimentați în fază. Antena coaxială coliniară (COCO) utilizează secțiuni coaxiale transpuse pentru a produce radiatoare în fază cu jumătate de undă. Un Franklin Array folosește secțiuni scurte în formă de U cu jumătate de lungime de undă a căror radiație se anulează în câmpul îndepărtat pentru a aduce fiecare secțiune dipol cu ​​jumătate de lungime de undă în fază egală. Un alt tip este Antena Omnidirecțională Microstrip (OMA).

Analiză

Antena biconică VHF-UHF polarizată verticală 170–1100 MHz cu model omnidirecțional în plan H

Modelele de radiații omnidirecționale sunt produse de cele mai simple antene practice, antene monopol și dipol , constând dintr-unul sau doi conductori de tije drepți pe o axă comună. Câștigul antenei (G) este definit ca antenă de eficiență (e) înmulțit cu antena directivitate (D) , care este exprimată matematic ca: . O relație utilă între directivitatea omnidirecțională a modelului de radiație (D) în decibeli și lățimea fasciculului de jumătate de putere (HPBW) bazată pe presupunerea unei forme de model este:

Vezi si

Referințe