آنتن تلویزیون - هوایی

تاریخچه آنتن

آنتن چیست
آنتن یک قطعه مخابراتی است که کار آن تبدیل سیگنالهای الکتریکی به امواج الکترومغناطیسی در حالت فرستندگی و تبدیل امواج التکرومغناطیسی به سیگنالهای الکتریکی در حالت گیرندگی است. آنتن ها ساختارهای متنوعی دارند که با توجه به کاربردی که دارند این ساختار تعیین می‌شود. یکی از ساده ترین ساختارهای ممکن برای یک آنتن، آنتن‌های سیمی هستند. معمولا در گیرنده‌ها هر آنتن به ازاء یک فرکانس مشخصی، به تشدید درآمده و به ازاء آن فرکانس، ولتاژ ماکزیمم مشخصی تولید می‌نماید. هرگاه طول آنتن متناسب با طول موج دریافتی باشد، موج کاملا در آنتن قرار می‌گیرد و اصطلاحا می‌گویند آنتن رزنانس شده و یا به تشدید در آمده است یعنی آنتن با موج رسیده هماهنگ شده است و در این حالت ولتاژی که به آنتن رسیده، حداکثر است.
البته نیازی نیست که طول آنتن حتماً با طول موج رسیده کاملا برابر باشد، زیرا جهت رفع این مشکل سیم پیچی را به همراه یک یا دو خازنمتغیر به آنتن اضافه می کنند تا حالت تشدید را در آنتن بوجود آورند.

جنس آنتن
معمولا آنتن‌ها را از یک فلز هادی و سبک مانند آلومینیوم درست می کنند. برای اینکه یک آنتن بتواند تشعشع کند باید جریان روی یک هادی بصورت متغیر با زمان ایجاد شود، هر چقدر رسانایی الکتریکی هادی مذکور بیشتر باشد تلفات اهمی ناشی از جریان روی آنتن کمتر می شود، به همین دلیل سعی بر آن است که ضریب هدایت هادی سازنده آنتن بیشتر باشد.

طول آنتن
با آزمایش‌ها تجربی نتیجه می‌شود که کوتاه‌ترین آنتن، باید طولش برابر با نصف طول موج فرستنده باشد.

انواع آنتن
* آنتن مونو پل
* آنتن نیم موج هرتز
* آنتن مارکونی
* آنتن یاگی
* آنتن هورن شییپوری
* آنتن بشقابی
* آنتن تلسکوپی
* آنتن میکرواستریپ

نمونه هایی از کاربردهای آنتن
* ارتباطات بی سیم

1- سیستم ارتباطات شخصی PCS
2- ماهوارهٔ موقعیت‌یاب جهانی GPS
3- شبکه‌های ناحیهٔ محلی بی‌سیم WLAN
4- تلویزیون ماهواره‌ای پخش مستقیم DBS
5- ارتباطات سیار
6- تلفن ریزموج یا ارتباطات ماهواره‌ای
7- پخش رادیو و تلویزیون و …

* سنجش از راه دور

1- رادار [سنجش از راه دور فعال-تابش و دریافت]
2- کاربردهای نظامی جستجو و ردیابی هدف
3- رادار هواشناسی و کنترل جریان هوا
4- تشخیص سرعت خودرو
5- کنترل ترافیکمغناطیس‌سنج
6- رادار نفوذکننده به زمین GPR
7- کاربردهای کشاورزی
8- پرتو سنجی [سنجش از راه دور منفعل-دریافت تشعشع]
9- کاربردهای نظامی اجتناب از تهدید، رهگیری سیگنال

پارامترهای عملکرد آنتن
* الگوی تابش طرح زاویهٔ تابش.
1- الگوی چندوجهی- تابش یکنواخت در صفحه
2- الگوهای دستورالعمل-پرتوهای باریک تابش از بالا
* جهت ضریبی از تراکم توان آنتن در یک نقطهٔ دور نسبت به یک تشعشع‌کننده ایزوتروپیک[تشعشع‌کننده ایزوتروپیکآنتنی که به‌طور یکنواخت در همهٔ جهات تابش می‌کندتشعشع‌کنندهٔ منبع نقطه‌ای].
* بهرهجهت کاهش تلفات.
* پلاریزاسیون قطبش اثری از تابش بردار میدان الکتریکیخطی، دایره‌ای، بیضوی.
* امپدانس مقاومت ظاهری امپدانس ورودی آنتن در ترمینال‌ها.
* پهنای باند طیف وسیعی از فرکانس‌ها که کارایی قابل قبول دارندآنتن‌های رزونانستشدید، آنتن‌‌های پهن باند.
* بررسی اشعه حرکت در راستای تابش ماکزیمم با وسایل الکتریکی یا مکانیکی.
* محدودیت‌های دیگر سیستماندازه، وزن، هزینه، کنترل توان، مقطع راداری و … .

آنتن های یاگی – اودا
یکی ار انواع آنتن هایی که اهمیت عملی خاصی دارند .آنتن همه جا فراوان یاگی – اودا است.که در پشت بام بسیاری از منازل برای دریافت سیگنال های تلویزیونی دیده می شود .آنتن یاگی – اودا در حالت ارسال .آرایه ای از آنتن های خطی موازی است که تنها یکی از آنها توسط منبع تحریک تغذیه می شود و بقیه که مستقیما به منبع متصل نیستند پارازیتی به حساب می آیند.در حالت دریافت یک موج الکترومغناطیسی به تمام عناصر آرایه برخورد می کند . اما سیگنال دریافتی از یک “عنصرفعال”جمع آوری می شود .سادگی ساختار تغذیه امتیاز اصلی آنتن های یاگی-اودا نسبت به سایر آرایه های خطی است.

این شکل طرحی از یک آنتن یاگی-اودا را نشان می دهد که در واقع یک آرایه است . عنصر۲ عنصر تحریک شده یا فعال است و به طور معمول یک دو قطبی به طول تقریبی کمی کمتر ازنصف طول موج می باشد که برای تشدید تنظیم شده است . تمام عناصر دیگر پارازیتی به حساب می آیند. عنصر۱ بازتابنده است و معمولا کمی بلند تر از عنصر تحریک شده می باشند.در حالی که عناصر ۳تاآخر جهت دهنده بوده و کوتاه تر از عنصر تحریک شده می باشند.به دلیل اینکه تمام عناصر تزویج شده هستند توزیع جریان در هر عنصر به طول و فاصله ی همه ی عناصر دیکر بستکی دارد.در نتیجه آنتن یاگی-اودا با عناصر متعدد نشان دهنده ی یک مسئله تحلیلی دشوار است. تجربه نشان داده است که به کار گیری بیش از یک بازتابنده امتیاز چندانی ندارد . ولی با افزایش تعداد جهت دهنده ها جهت دارندگی می تواند افزایش یابد.آنتن یاگی-اودا آرایه ای طولی است و شعاع اصلی آن در جهت دور شدن از بازتابنده است.یک آنتن یاگی-اودای خوب باید جهت دارندگی بالا .پهنای شعاع باریک.پره های کناری کوتاه و نسبت جلو به عقب بزرگی داشته باشد.