Mis on rombiline antenn?
Rombantenn on suunatud traatantenn, mis on moodustatud neljast juhtivast elemendist, mis on paigutatud rombikujuliseks struktuuriks. Seda võib vaadelda kui kahte ots otsaga ühendatud V-antenni, mille üks teravtipp on toitepunkt ja vastastipp on tavaliselt ühendatud lõpptakistiga.
Erinevalt resonantsest dipoolist töötab õigesti ühendatud rombikujuline antenn peamiselt kulglaineantennina. Raadiosageduslik vool liigub toitepunktist mööda nelja juhtmesektsiooni lõppkoormuse suunas. Nende sektsioonide tekitatud elektromagnetväljad moodustavad koondunud kiire piki rombi peatelge.
Rombikujulised antennid said tuntuks kauglevi kõrgsagedusliku side puhul, kuna need pakuvad laia sagedusala, kasulikku edasisuunalist võimendust ja suhteliselt stabiilseid suunaomadusi. Nende suur füüsiline suurus muudab need aga sobivamaks statsionaarsete paigalduste kui kompaktsete sideplatvormide jaoks.
Põhistruktuur
Tavapärane rombikujuline antenn koosneb neljast võrdse pikkusega maapinna kohal riputatud juhtmest. Koos moodustavad need juhtmed horisontaalse rombi, millel on kaks teravnurka ja kaks nürinurka.
Antenni toidetakse ühest otsast, teine ots aga on ühendatud mitteinduktiivse lõpptakistiga. See takisti on valitud nii, et see lähendaks antenni struktuuri iseloomulikku impedantsi ja neelaks ülejäänud liikuva laine energia.
Peamised disainiparameetrid hõlmavad järgmist:
- Iga juhtmeosa pikkus
- Rombi terav- ehk tipunurk
- Paigalduskõrgus maapinnast
- Toitepunkti impedants
- Lõpptakistus
- Juhi läbimõõt
- Sihtsagedusvahemik ja levikutee
Optimaalne nurk ei ole universaalne fikseeritud väärtus. See sõltub iga külje elektrilisest pikkusest ning peakiire soovitud kõrgusest ja asimuudi suunast.
Joonis 1. Lõpetatud horisontaalse rombikujulise antenni põhikonfiguratsioon.
Kuidas rombiline antenn töötab?
Rombi iga külg käitub pikajuhtmelise kiirgurina. Kui vool levib mööda juhte, tekitab iga juhtmeosa suunatud kiirguskomponendi.
Kui antenni mõõtmed ja nurgad on õigesti valitud, tugevdavad nelja külje kiirgavad väljad üksteist ettepoole suunatud suunas. Teistes suundades mõned väljakomponendid osaliselt tühistavad teineteise. Tulemuseks on rombi pikal diagonaalil suhteliselt kitsas peakiir.
Lõpptakisti mängib olulist rolli. Neelates energiat, mis jõuab antenni kaugemasse otsa, vähendab see voolu peegeldumist ja hoiab ära tugeva seisulaine tekkimise juhtmetel. See aitab antennil säilitada stabiilsemat impedantsi ja kiirgusomadusi suhteliselt laias sagedusalas.
Kompromiss on efektiivsus. Osa saatja võimsusest muundatakse lõpptakistis soojuseks, selle asemel et seda kiirata. Seetõttu nõuab antenni konstruktsioon tasakaalu suunavuse, ribalaiuse, impedantsi stabiilsuse ja kiirgustõhususe vahel.
Sagedusvahemik ja elektriline suurus
Traditsioonilised täissuuruses rombikujulised antennid on kõige tihedamalt seotud kõrgsagedusliku sidepidamisega. Nendel sagedustel on antenni küljed sageli mitme lainepikkuse pikkused, mis võimaldab struktuuril tekitada märkimisväärset suunavõimendust.
Rombantenni ei määratle üks fikseeritud sagedusvahemik. Selle mõõtmeid saab teoreetiliselt erinevate sageduste jaoks skaleerida, kuid madalamatel sagedustel muutub struktuur äärmiselt suureks ja nõuab kõrgematel sagedustel rangemaid mehaanilisi tolerantse.
Kompaktseid rombikujulisi ja rombikujulise silmusega struktuure saab kasutada ka VHF-, UHF- või mikrolainesagedustel. Nendel skaleeritud konstruktsioonidel võivad aga olla erinevad toite-, polarisatsiooni- ja kiirgusomadused kui traditsioonilisel HF-termineeritud rombikujulisel antennil.
Joonis 2. Näide kompaktsest rombikujulisest antennistruktuurist kõrgsageduslikuks vastuvõtuks.
Lõpetatud ja lõpetamata rombikujulised antennid
Lõpp-otsaga rombikujuline antenn tekitab tavaliselt ühesuunalise kiirgusmustri. Suurem osa kasulikust kiirgusest suunatakse toitepunktist lõpp-otsa poole.
Kui lõpptakisti eemaldatakse, peegeldub vool avatud otsast. Seejärel tekitab antenn tugevama seisulaine komponendi ja võib tekitada kahesuunalise mustri, kus peamine kiirgus on kahes vastassuunas.
Lõpptakisti puhul on võimalik vältida võimsuskadu lõpptakistis, kuid selle sisendtakistus ja kiirgusmuster varieeruvad sagedusega üldiselt oluliselt rohkem. Samuti võib see näidata kehvemat esi-taha suhet ja vähem prognoositavat lairiba käitumist.
Kiirgusmuster ja polarisatsioon
Lõppühendusega rombikujulise antenni kiirgusmustrit iseloomustab eesmine põhihõlm ja mitu külghõlma. Kiire täpne suund ja laius sõltuvad küljepikkusest, rombinurgast, paigalduskõrgusest, töösagedusest ja maapinna tingimustest.
Elektrilise pikkuse suurendamine võib parandada suunatavust, kuid see võib tekitada ka täiendavaid külghõlmasid. Need soovimatud lobid võivad kiirata energiat ettenägematutes suundades ja vähendada peakiire praktilist kasu.
Horisontaalselt paigaldatud rombikujuline antenn on peamiselt horisontaalselt polariseeritud peamise kiirgussuuna suhtes. Siiski võib kogu kolmemõõtmeline muster sisaldada ka vertikaalse polarisatsiooni komponente, eriti külghõlmades ja peateljest eemalduvates suundades.
Joonis 3. Lõppühendusega rombikujulise antenni illustreeriv ühesuunaline kiirgusmuster.
Söötmise ja impedantsi sobitamine
Rombikujuline antenn on tavaliselt tasakaalustatud struktuuriga, millel on suhteliselt kõrge sisendtakistus. Seda toidetakse sageli tasakaalustatud ülekandeliini või sobiva takistustrafo ja baluni kaudu.
Koaksiaalkaabli kasutamisel tuleb hoolikalt kavandada üleminek tasakaalustamata toiteliini ja tasakaalustatud antenni vahel. Ebapiisav sobitamine võib suurendada peegeldusvõimsust, tekitada ühisrežiimi voolu ja moonutada kavandatud kiirgusmustrit.
Insenerid peaksid hindama:
- Sisendtakistus
- Tagastuskaotus ja VSWR
- Lõpptakistus
- Edasijõud
- Esi- ja tagaosa suhe
- Kiire suund
- Külglobe tase
- Polarisatsioon
- Võimsuskäitlusvõime
Suure võimsusega edastussüsteemide puhul peab lõpptakisti suutma raadiosageduslikku võimsust ohutult hajutada.
Eelised
Rombantenni peamised eelised on järgmised:
- Suhteliselt lai tööribalaius
- Kasulik suunavõimendus
- Stabiilne impedants õige lõpetamise korral
- Lihtne traatpõhine konstruktsioon
- Sobib pikamaa kõrgsageduslinkide jaoks
- Suudab sobivate komponentidega käsitseda suurt saatja võimsust
- Laiema katvuse või suundade vahetamise tagamiseks saab paigutada mitu rombikujulist antenni
Piirangud
Selle peamised piirangud hõlmavad järgmist:
- Nõuab suurt paigaldusala
- Vajab mitut kõrget tugistruktuuri
- Osa raadiosageduslikust võimsusest kaob lõpptakistis.
- Võib toota olulisi külgsagaraid
- Jõudlust mõjutavad kõrgus ja pinnasetingimused
- Mehaaniline hooldus võib olla nõudlik
- Ei sobi enamiku kompaktsete või mobiilsete platvormide jaoks
Tüüpilised rakendused
Rombilisi antenne on ajalooliselt kasutatud järgmistel eesmärkidel:
- Kõrgsagedusliku pikamaa side
- Fikseeritud punkt-punkti raadioühendused
- Lühilaine vastuvõtujaamad
- Ionosfääri ja taevasilme side
- Rahvusvahelised sidevõrgud
- Raadioseire ja signaaliluure
- Pikajuhtmeliste ja kulgeva lainega antennide uuringud
Kuigi tänapäevased sidesüsteemid kasutavad sageli log-perioodilisi antenne, lairiba massiive, reflektorantenne ja elektrooniliselt juhitavaid antennisüsteeme, jääb rombikujuline antenn antenniteoorias oluliseks näiteks.
See näitab selgelt, kuidas juhi pikkust, liikuva laine voolu, geomeetrilist nurka ja välja superpositsiooni saab kasutada antenni suunavuse ja ribalaiuse juhtimiseks.
RF MISO pakub antenni- ja mikrolainekomponentide lahendusi raadiosageduslikuks testimiseks, kommunikatsiooniks, radariantenni mõõtmiseks ja süsteemide integreerimiseks. Klassikaliste antennistruktuuride, näiteks rombikujulise antenni, mõistmine aitab inseneridel hinnata olulisi parameetreid, sealhulgas sagedusvahemikku, võimendust, polarisatsiooni, kiire laiust, VSWR-i, külghõlma taset ja kiirgustõhusust.
Antennide kohta lisateabe saamiseks külastage palun järgmist saiti:
Postituse aeg: 24. juuli 2026
