안테나는 전기 회로와 공간 사이에서 무선 전자파를 송수신하는 금속 전송 장치입니다. 이러한 장치는 다양한 크기와 모양으로 제공되며 작은 안테나는 지붕에서 TV를 시청하는 데 사용되며 큰 안테나는 위성에서 수백만 마일 떨어진 신호를 캡처하는 데 사용됩니다. 있다 다른 유형의 안테나 와이어, 다이폴, 루프, 쇼트 다이폴, 애퍼처, 모노폴, 렌즈, 슬롯, 혼 등과 같이 모양과 크기에 따라 특정 주파수 범위의 신호를 송수신하도록 모든 안테나가 주로 설계된 곳에서 사용할 수 있습니다. 즉, 안테나 유형 중 하나에 대한 개요 – 렌즈 안테나 , 그리고 응용 프로그램과 함께 작동합니다.
렌즈 안테나란?
주로 고주파 응용 분야에 사용되는 3차원 전자기 장치를 렌즈 안테나라고 합니다. 이 안테나는 피드가 있는 전자기 렌즈를 포함하며 광학 영역에서 사용되는 유리 렌즈와 유사합니다. 이 안테나는 송신 및 수신 모두에 곡면을 사용합니다. 이 안테나는 수렴 및 발산 렌즈 특성을 따르는 모든 곳에서 유리로 제작됩니다. 렌즈 안테나 주파수 범위는 1000MHz ~ 3000MHz입니다.
그만큼 렌즈 안테나의 기능 구형에서 평면 파면을 생성하고 조리개 조명을 제어하고 전자기 광선을 시준하고 초점에서 들어오는 파동의 전면을 형성하고 방향 특성을 생성합니다.
렌즈 안테나 설계
렌즈 안테나는 주로 마이크로파 주파수 범위 내에서 신호를 송수신하도록 설계되었습니다. 수렴형 광학렌즈가 특정 위치에 존재하고 에너지원이 광학렌즈 축을 따라 초점 거리 거리에서 에너지를 생성하는 초점에 존재한다고 생각하면 전송 모드에서.
우리 모두는 광학적 관점에서 볼 때 빛이 렌즈 외부에 떨어지면 굴절 때문에 뒤틀린다는 사실을 알고 있어야 합니다. 여기서 빛 에너지의 비틀림 방식은 주로 렌즈가 만들어지는 소재와 곡선에 따라 달라집니다.
결과적으로 쌍극자나 혼 안테나와 같은 급전 안테나가 렌즈의 왼쪽에 있는 초점에 존재할 때마다 자연에서 벗어난 소스에서 나오는 구형 파면이 안테나 표면에서 입사할 수 있습니다.
따라서 일단 광선이 입사 후 그것을 통과하면 편향된 광선은 굴절 때문에 시준되고 편평한 파면으로 변경됩니다. 따라서 평행 광선은 광학 렌즈의 오른쪽에서 얻어집니다. 이와 같이 급전 요소가 있는 안테나의 신호가 전송됩니다. 유사하게 이 안테나가 유전체 재료로 만들어진 경우 RF 전자기 신호는 동일한 방식으로 시준되고 더 나아가 전송됩니다.
이제 수신 모드에서 다음 안테나를 고려하십시오. 이 모드에서 평행 광선은 굴절 메커니즘으로 인해 수렴하는 렌즈 왼쪽의 초점에서 수렴하는 렌즈 표면에 입사합니다. 따라서 이 프로세스는 수신 모드로 활용되면 사용됩니다.
여기에서 무선 주파수에서 더 나은 포커싱 특성을 얻으려면 매질이 1 미만의 굴절률을 가져야 한다는 점에 유의해야 합니다. 따라서 이것은 재료의 굴절률이 낮거나 높더라도 직선 파면을 제공합니다.
렌즈 안테나 작동
렌즈 안테나 작동은 광학 렌즈와 동일합니다. 렌즈 재료에서 마이크로파 신호는 공기 중에서와 다른 위상 속도를 가지므로 렌즈 두께의 변화는 다른 양, 파동 방향 및 파면 모양을 변경하여 렌즈를 통해 전송되는 마이크로파 신호를 단순히 지연시킵니다.
이 안테나는 렌즈의 수렴 및 발산 특성을 사용하여 신호를 전송하고 수신합니다. 이러한 유형의 안테나에는 렌즈가 있는 다이폴/혼 안테나가 포함됩니다. 여기서 렌즈의 크기는 주로 작동 주파수에 따라 달라지므로 작동 주파수가 높을수록 렌즈 크기가 작아집니다. 따라서 고주파에서는 이 안테나가 사용됩니다. 저주파에서는 다소 부피가 커질 수 있기 때문입니다.
안에 포물선 반사경 r, 우리는 반사경의 초점에 있는 피드 요소에서 방출된 에너지가 표면에 도달한 다음 구형으로 방사되는 마이크로파를 평면파로 변경하는 것을 보았습니다. 따라서 방향성을 향상시킵니다.
렌즈 안테나의 경우와 마찬가지로 포인트 소스는 광학 렌즈 표면에 마이크로파 에너지를 생성하는 피드와 같은 역할을 합니다. 따라서 이 광학 표면은 방사된 구형 웨이브프론트에 전원을 공급하여 시준된 파면으로 변경합니다.
여기서, 콜리메이팅 렌즈는 유한한 유전 상수 값을 갖는 유전체 재료로 만들어진다는 점에 주목할 필요가 있다. 그러나 이들은 RF에서 단일 굴절률 이하를 나타내는 재료로도 만들 수 있습니다.
렌즈 안테나 유형
렌즈 안테나 지연 렌즈 안테나와 고속 렌즈 안테나에는 두 가지 유형이 있으며 아래에서 설명합니다.
지연 렌즈 안테나
지연 렌즈 또는 서파 렌즈 안테나는 렌즈 매체로 인해 진행 파면에서 지연을 일으키는 안테나로 정의할 수 있습니다. 때로는 이러한 유형의 안테나를 유전체 렌즈라고도 합니다. 안테나의 유전체 렌즈 작용의 표현은 아래와 같습니다.
이 유형의 안테나에서 전파는 자유 공간보다 렌즈 매질에서 매우 느리게 움직이며 굴절률은 1보다 큽니다. 따라서 렌즈의 매질을 통과함으로써 경로의 길이가 증가합니다.
이는 일반 광학 렌즈가 빛에 작용하는 것과 동일합니다. 렌즈의 단단한 부분은 경로의 길이를 늘리기 때문에 볼록 렌즈와 같은 수렴 렌즈는 전파를 집속시키고 오목 렌즈와 같은 발산 렌즈는 일반 렌즈와 같이 전파를 분산시킵니다. 이 렌즈는 유전체 재료 및 H-평면 플레이트 구조로 만들어집니다.
지연렌즈 안테나는 건축에 사용되는 유전체의 종류에 따라 금속 유전체 렌즈와 비금속 유전체 렌즈의 두 종류로 분류된다.
고속 렌즈 안테나
Fast lens 또는 fast wave lens 안테나에서 전파는 자유 공간에 비해 렌즈 매질 내에서 매우 빠르게 이동하므로 굴절률이 1 미만이므로 렌즈 매질을 통과하여 광경로의 길이가 줄어듭니다. . 경우에 따라 이 안테나는 E-평면 금속판 안테나라고도 합니다.
이러한 유형의 안테나는 일반 광학 재료 내에 아날로그가 없으므로 도파관 내 전파의 위상 속도가 광속보다 빠르기 때문에 발생합니다. 렌즈의 단단한 부분은 경로의 길이를 줄이기 때문에 오목 렌즈와 같은 수렴 렌즈는 전파를 집중시키고 볼록 렌즈와 같은 발산 렌즈는 일반 광학 렌즈와 반대입니다. 이 렌즈는 E-평면 판 구조와 음의 굴절률 메타물질로 만들어집니다.
장점과 단점
그만큼 렌즈 안테나의 장점 다음을 포함하십시오.
- 빔 폭이 좁고 잡음 온도가 낮으며 게인이 높고 사이드 로브가 낮습니다.
- 이 안테나의 구조는 더 콤팩트합니다.
- 포물면 반사경 및 혼 안테나에 비해 무게가 적습니다.
- 디자인 공차가 더 좋습니다.
- 이 안테나의 피드 및 피드 지원은 조리개를 방해하지 않습니다.
- 빔은 축에 대해 각지게 이동할 수 있습니다.
- 설계 공차 내에서 더 많은 유연성을 제공하므로 이 안테나 내에서 비틀림이 가능합니다.
- 초고주파 애플리케이션에 사용됩니다.
그만큼 렌즈 안테나의 단점 다음을 포함하십시오.
- 렌즈는 특히 저주파에서 부피가 큽니다.
- 디자인 내의 복잡성.
- 반사경에 비해 동일한 사양에 고가입니다.
애플리케이션
그만큼 렌즈 안테나의 응용 다음을 포함하십시오.
- 이들은 3GHz 이상의 주파수에 적합합니다.
- 광대역 안테나처럼 사용됩니다.
- 이들은 주로 마이크로파 주파수 애플리케이션에 사용됩니다.
- 이 안테나의 수렴 특성은 파라볼릭 반사 안테나라고 하는 높은 범위의 안테나를 개발하는 데 사용할 수 있으므로 위성 통신에서 광범위하게 사용됩니다.
- 이들은 전파 망원경, 밀리미터파와 같은 고이득 마이크로웨이브 시스템 내 시준 요소로 활용됩니다. 레이더 & 위성 안테나.
따라서 이것은 렌즈 안테나 개요 – 응용 프로그램 작업. 이러한 안테나는 주로 배치하기 쉽고 저렴한 더 나은 모바일 연결을 제공함으로써 장소 소유자 및 운영자에게 솔루션을 제공하기 위해 도착했습니다. 혼 안테나란 무엇입니까?
