1. Introdução às Antenas
Uma antena é uma estrutura de transição entre o espaço livre e uma linha de transmissão, conforme mostrado na Figura 1. A linha de transmissão pode ter a forma de uma linha coaxial ou de um tubo oco (guia de ondas), que é usado para transmitir energia eletromagnética de uma fonte para uma antena, ou de uma antena para um receptor. A primeira é uma antena transmissora, e a segunda, uma antena receptora.antena.
Figura 1 Caminho de transmissão de energia eletromagnética
A transmissão do sistema de antena no modo de transmissão da Figura 1 é representada pelo equivalente de Thevenin, como mostrado na Figura 2, onde a fonte é representada por um gerador de sinal ideal, a linha de transmissão é representada por uma linha com impedância característica Zc, e a antena é representada por uma carga ZA [ZA = (RL + Rr) + jXA]. A resistência de carga RL representa as perdas de condução e dielétricas associadas à estrutura da antena, enquanto Rr representa a resistência de radiação da antena, e a reatância XA é usada para representar a parte imaginária da impedância associada à radiação da antena. Em condições ideais, toda a energia gerada pela fonte de sinal deve ser transferida para a resistência de radiação Rr, que é usada para representar a capacidade de radiação da antena. No entanto, em aplicações práticas, há perdas condutor-dielétricas devido às características da linha de transmissão e da antena, bem como perdas causadas por reflexão (descasamento) entre a linha de transmissão e a antena. Considerando a impedância interna da fonte e ignorando as perdas na linha de transmissão e de reflexão (incompatibilidade), a potência máxima é fornecida à antena sob casamento conjugado.
Figura 2
Devido à incompatibilidade entre a linha de transmissão e a antena, a onda refletida da interface é sobreposta à onda incidente da fonte para a antena, formando uma onda estacionária, que representa a concentração e o armazenamento de energia e é um dispositivo ressonante típico. Um padrão típico de onda estacionária é mostrado pela linha pontilhada na Figura 2. Se o sistema de antena não for projetado corretamente, a linha de transmissão pode atuar principalmente como um elemento de armazenamento de energia, em vez de um guia de ondas e um dispositivo de transmissão de energia.
As perdas causadas pela linha de transmissão, antena e ondas estacionárias são indesejáveis. As perdas na linha podem ser minimizadas selecionando linhas de transmissão com baixas perdas, enquanto as perdas na antena podem ser reduzidas reduzindo a resistência às perdas representada por RL na Figura 2. As ondas estacionárias podem ser reduzidas e o armazenamento de energia na linha pode ser minimizado combinando a impedância da antena (carga) com a impedância característica da linha.
Em sistemas sem fio, além de receber ou transmitir energia, as antenas geralmente são necessárias para amplificar a energia irradiada em determinadas direções e suprimir a energia irradiada em outras. Portanto, além de dispositivos de detecção, as antenas também devem ser usadas como dispositivos direcionais. As antenas podem ter diversos formatos para atender a necessidades específicas. Podem ser um fio, uma abertura, um patch, um conjunto de elementos (matriz), um refletor, uma lente, etc.
Em sistemas de comunicação sem fio, as antenas são um dos componentes mais críticos. Um bom projeto de antena pode reduzir os requisitos do sistema e melhorar seu desempenho geral. Um exemplo clássico é a televisão, onde a recepção de transmissão pode ser melhorada com o uso de antenas de alto desempenho. As antenas são para os sistemas de comunicação o que os olhos são para os humanos.
2. Classificação de antenas
A antena corneta é uma antena plana, uma antena de micro-ondas com seção transversal circular ou retangular que se abre gradualmente na extremidade do guia de ondas. É o tipo de antena de micro-ondas mais utilizado. Seu campo de radiação é determinado pelo tamanho da abertura da corneta e pelo tipo de propagação. Entre eles, a influência da parede da corneta na radiação pode ser calculada usando o princípio da difração geométrica. Se o comprimento da corneta permanecer inalterado, o tamanho da abertura e a diferença de fase quadrática aumentarão com o aumento do ângulo de abertura da corneta, mas o ganho não mudará com o tamanho da abertura. Se a banda de frequência da corneta precisar ser expandida, é necessário reduzir a reflexão no pescoço e na abertura da corneta; a reflexão diminuirá à medida que o tamanho da abertura aumenta. A estrutura da antena corneta é relativamente simples, e o padrão de radiação também é relativamente simples e fácil de controlar. É geralmente usada como uma antena direcional média. Antenas corneta refletoras parabólicas com ampla largura de banda, lóbulos laterais baixos e alta eficiência são frequentemente usadas em comunicações de retransmissão de micro-ondas.
RM-DCPHA105145-20(10,5-14,5 GHz)
RM-BDHA1850-20(18-50 GHz)
RM-SGHA430-10 (1,70-2,60 GHz)
2. Antena microstrip
A estrutura da antena de microfita é geralmente composta por substrato dielétrico, radiador e plano de aterramento. A espessura do substrato dielétrico é muito menor que o comprimento de onda. A fina camada metálica na parte inferior do substrato é conectada ao plano de aterramento, e a fina camada metálica com formato específico é formada na parte frontal por meio do processo de fotolitografia como um radiador. O formato do radiador pode ser alterado de diversas maneiras, de acordo com as necessidades.
O surgimento da tecnologia de integração de micro-ondas e novos processos de fabricação impulsionaram o desenvolvimento de antenas de microfita. Comparadas às antenas tradicionais, as antenas de microfita não são apenas pequenas em tamanho, leves, discretas e fáceis de conformar, mas também fáceis de integrar, de baixo custo, adequadas para produção em massa e apresentam as vantagens de propriedades elétricas diversificadas.
RM-MA424435-22(4,25-4,35 GHz)
RM-MA25527-22(25,5-27 GHz)
3. Antena de fenda de guia de onda
A antena de fenda guia de ondas é uma antena que utiliza as fendas na estrutura do guia de ondas para obter radiação. Geralmente consiste em duas placas metálicas paralelas formando um guia de ondas com uma estreita abertura entre as duas placas. Quando as ondas eletromagnéticas passam pela abertura do guia de ondas, ocorre um fenômeno de ressonância, gerando um forte campo eletromagnético próximo à abertura para obter radiação. Devido à sua estrutura simples, a antena de fenda guia de ondas pode obter radiação de banda larga e alta eficiência, sendo amplamente utilizada em radares, comunicações, sensores sem fio e outros campos nas faixas de micro-ondas e ondas milimétricas. Suas vantagens incluem alta eficiência de radiação, características de banda larga e boa capacidade antiparasitária, sendo a preferida por engenheiros e pesquisadores.
RM-PA7087-43（71-86GHz）
RM-PA1075145-32 (10,75-14,5 GHz)
RM-SWA910-22(9-10 GHz)
A Antena Bicônica é uma antena de banda larga com estrutura bicônica, caracterizada por ampla resposta em frequência e alta eficiência de radiação. As duas partes cônicas da antena bicônica são simétricas entre si. Através dessa estrutura, é possível obter radiação efetiva em uma ampla faixa de frequência. É comumente utilizada em áreas como análise de espectro, medição de radiação e testes de CEM (compatibilidade eletromagnética). Possui bom casamento de impedância e características de radiação, sendo adequada para cenários de aplicação que exigem cobertura de múltiplas frequências.
RM-BCA2428-4(24-28 GHz)
RM-BCA218-4 (2-18 GHz)
A antena espiral é uma antena de banda larga com estrutura espiral, caracterizada por ampla resposta de frequência e alta eficiência de radiação. A antena espiral atinge diversidade de polarização e características de radiação de banda larga por meio da estrutura de bobinas espirais, sendo adequada para radares, comunicações via satélite e sistemas de comunicação sem fio.
RM-PSA0756-3(0,75-6 GHz)
RM-PSA218-2R (2-18 GHz)
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Horário da publicação: 14/06/2024
