Hệ thống băng rộng là giải pháp tốt nhất trong các ứng dụng Điện từ khác nhau như radar độ phân giải cao đa tiêu chuẩn, máy dò tín hiệu và thông tin liên lạc. Đối với các hệ thống băng rộng, ăng-ten thắt nơ đã được xác định là giải pháp tốt nhất cho các hệ thống vì trở kháng đầu vào băng rộng và hình dạng phẳng đơn giản của nó. Nó cũng được coi là một hệ thống ăng-ten độ lợi cao băng rộng khi chúng được kết hợp với từ tính nhân tạo dây dẫn . Hiện nay, những ăng ten được sử dụng trong mảng băng rộng & có thể điều khiển chùm tia. Tuy nhiên, hình học thắt nơ nên được chọn một cách thận trọng nếu mức tăng cần thiết phải được duy trì theo một hướng cụ thể trên toàn bộ dải tần quan tâm. Mặc dù vậy, việc lựa chọn này thường có vấn đề, bởi vì các loại nơ khác nhau thường sử dụng các thông số khác nhau như chiều dài của bộ bức xạ, trở kháng tham chiếu, góc loe sáng, thiết lập phép đo & vật liệu. Vì vậy, bài viết này thảo luận về một cái nhìn tổng quan về một Anten thắt nơ - làm việc với các ứng dụng.
Anten thắt nơ là gì?
Ăng-ten được sắp xếp theo hình nơ với hai đoạn dây cứng hình tam giác hoặc hai tấm kim loại phẳng hình tam giác thông qua một điểm nạp tại khoảng trống giữa các đỉnh của các hình tam giác được gọi là ăng-ten thắt nơ. Đây là một loại ăng-ten phổ biến với thiết kế hai chiều. Các ăng-ten này thường được sử dụng để thu TV UHF tầm ngắn và cả cho các ứng dụng GPR vì chúng có một tập hợp các hiệu suất ăng-ten nghiêm ngặt như hiệu suất siêu băng thông rộng, tần suất hoạt động thấp, ít đổ chuông nhất, có kế hoạch, nhẹ và nhỏ gọn.
Có nhiều loại ăng-ten thắt nơ khác nhau như khe cắm nơ, in băng rộng, miếng dán thắt nơ có rãnh, nạp microstrip nơ, khe cắm nơ cong cung cấp CPW và hình tam giác hai mặt.
Anten thắt nơ hoạt động như thế nào?
Ăng-ten thắt nơ hoạt động bằng cách sử dụng các phần tử hình tam giác thay vì các thanh thẳng như các phần tử ăng-ten. Ở ăng-ten này, các phần tử hình tam giác được gắn bên ngoài ở hai bên để tạo thành một chiếc nơ. Hai phần tử ăng-ten này gần chạm vào trung tâm. Đôi khi, ăng-ten này được gọi là ăng-ten bướm vì nó trông giống như một con bướm. Các chi tiết nơ có chứa một thanh kim loại để khóa ăng-ten, sau đó nó được gọi là ăng-ten râu mèo. Loại ăng-ten này có thể trông giống như ăng-ten định kỳ log, mặc dù chúng không được coi là ăng-ten LP.
Dải tần số của ăng-ten hình cung chủ yếu phụ thuộc vào loại nơ hình tam giác hoặc hình tròn. Tần số nơ hình tam giác nằm trong khoảng từ 2,4 đến 6,0 GHz trong khi tần số hình nơ tròn nằm trong khoảng từ 2,4 đến 6,5 GHz. Anten thắt nơ được sử dụng trong phạm vi HFR và UFR. Các phần tử kim loại trong ăng-ten này là các phần tử cộng hưởng tạo ra điện trường giữa chúng. Khi một sóng điện từ đi qua một điện trường và một dòng điện được tạo ra, dòng điện này có thể được đưa đến máy thu radio hoặc được truyền từ máy phát radio.
Khi một máy thu thanh nhận được dòng điện, nó sẽ được khuếch đại và xử lý để hiểu thông tin được mã hóa trong sóng điện từ. Trong khi đó, ở máy phát, điều ngược lại xảy ra khi máy phát vô tuyến tạo ra tín hiệu điện được đưa đến ăng-ten buộc nơ. Tín hiệu điện kích thích điện trường giữa các cánh kim loại phát ra sóng điện từ vào không khí.
Máy tính ăng-ten thắt nơ
Các công thức sau đây được sử dụng để tính toán đầu ra nếu chúng ta biết tần số như bước sóng, băng thông, chiều rộng, khoảng cách và chiều cao.
Chúng ta biết rằng 'λ' = c/f
Trong đó 'λ' là bước sóng.
'c' là vận tốc lan truyền trong không khí.
'f' là tần số sóng mang trong MHz.
bước sóng
Tần số hoạt động là 2400MHz. Đó là tần số của sóng điện từ được truyền và nhận bởi ăng-ten.
Bước sóng được tính là λ’ = c/f.
Chúng ta biết rằng 'c' = 3×10^8m/giây là tốc độ ánh sáng.
Thay thế các giá trị này trong phương trình bước sóng trên.
λ' = c/f => 3×10^8/2400 => 125 mm.
Băng thông
Để tính băng thông, công thức B = 0,33xf => 0,33 x 2400 = 792 MHz.
Chiều rộng
Để tính chiều rộng, Công thức là w = 0,375 x λ x 1000mm
W = 0,375 x 125 x 1000mm => 46,875 mm.
Khoảng cách
Để tính khoảng cách, chúng ta có công thức như D = 0,02066 x λ.
D = 0,02066 x 125 => 2,5825 mm.
Chiều cao
Để tính chiều cao, chúng ta có công thức như H= 0,25 x λ.
H= 0,25 x 125 => 31,25 mm.
Mô hình bức xạ ăng-ten thắt nơ
Trong thiết kế ăng-ten, dạng bức xạ là sự phụ thuộc góc của cường độ sóng vô tuyến từ ăng-ten. Vì vậy, chính độ lệch của công suất bức xạ qua anten là hàm hướng ra xa anten. Mẫu bức xạ của ăng-ten sẽ hiển thị sự phân bố năng lượng bức xạ của ăng-ten trong không gian.
Thuật ngữ Bức xạ được sử dụng để biểu thị sự phát xạ hoặc phản hồi của sóng tại ăng-ten để chỉ định cường độ của nó. Nó có thể được vẽ đồ họa dưới dạng một vị trí góc và chức năng khoảng cách xuyên tâm từ ăng-ten. Vì vậy, đây là những biểu diễn sơ đồ của sự phân bố năng lượng bức xạ vào không gian giống như một hàm định hướng. Mô hình bức xạ của ăng ten này tương tự như ăng ten lưỡng cực. Ăng ten hình nơ là phân cực thẳng đứng và nó sẽ thu tín hiệu theo hướng hình nón hoặc hướng cánh bướm.
Đặc trưng
Các đặc điểm của ăng-ten bowtie được thảo luận dưới đây.
- Ăng-ten này sử dụng các phần tử hình tam giác giống như các phần tử ăng-ten.
- Loại anten này có phân cực dọc nên sẽ thu tín hiệu theo kiểu hình cánh hoặc hình nón.
- Các ăng-ten này được định hình thông qua một dây dẫn gấp nếp.
- Ăng-ten này có băng thông tốt hơn nhiều so với ăng-ten lưỡng cực dây mỏng.
- Các loại ăng-ten này có các điện cực ở các dạng khác nhau như BT sắc nét, BT không đối xứng, BT rộng, BT nhân đôi & BT bị cùn.
Thuận lợi
Những lợi thế của ăng-ten thắt nơ bao gồm những điều sau đây.
- Anten thắt nơ có trọng lượng nhẹ.
- Việc thiết kế và chế tạo rất dễ dàng.
- Cân bằng tốt hơn trong bức xạ.
- Nó có cấu trúc phẳng và kích thước nhỏ gọn.
- Băng thông của ăng-ten này sẽ được tăng cường với các phần tử hình tam giác bên trên các phần tử thẳng.
- Các ăng-ten này nhận tín hiệu thường xuyên từ góc 60 độ.
- Thiết kế của nó rất mạnh mẽ.
- Đây không phải là đắt tiền.
- Bộ phản xạ lưới trong ăng-ten này rất hiệu quả so với ăng-ten yagi.
Những nhược điểm của ăng-ten thắt nơ bao gồm những điều sau đây.
- Những ăng-ten này có hiệu suất truyền kém ở dải tần số thấp.
- Các ăng-ten này có phản xạ đầu cuối, đặc tính phân tán, băng thông hạn chế, mức tăng kém và hiệu quả.
Các ứng dụng
Các ứng dụng của anten thắt nơ bao gồm những điều sau đây.
- Hiện tại, các ăng-ten này vẫn được sử dụng trong nhiều ứng dụng như 5G, mạng WLAN/LTE/WiMAX đa băng tần, phân cực hồng ngoại, radar tầm ngắn và xuyên đất.
- Ăng-ten thắt nơ được sử dụng trong tất cả các ứng dụng UWB như radar xuyên đất, Wi-Fi, các ứng dụng dựa trên hình ảnh không dây và vi sóng.
- Các ăng-ten này được sử dụng rộng rãi cho các ứng dụng GPR
- Chúng thường được sử dụng để thu TV UHF tầm ngắn.
- Các ứng dụng của ăng-ten hình nơ cũng giống như ăng-ten lưỡng cực ngoại trừ băng thông rộng hơn.
- Ăng-ten này thường được sử dụng trong các ứng dụng liên lạc không dây như ăng-ten vệ tinh, trạm gốc của điện thoại di động, v.v.
- Ăng-ten này cũng là một lựa chọn hoàn hảo khi cần truyền và nhận tín hiệu từ tầm trung đến tầm xa.
Vì vậy, đây là tổng quan về Bowtie ăng-ten - làm việc với các ứng dụng. Ăng-ten này được coi là một ăng-ten hai chiều phiên bản hai chiều có nhiều phần tử nhô ra trong mô hình 360 độ theo hai hướng. Đây là một câu hỏi cho bạn, một là gì mảng ăng ten ?
