Antena dwustożkowa: zasada działania, konstrukcja i zastosowania

A antena dwustożkowato szerokopasmowa antena utworzona z dwóch stożków przewodzących, umieszczonych jeden za drugim i zasilanych na ich wierzchołkach. Jej stopniowo zmieniająca się geometria zapewnia szersze pasmo robocze niż konwencjonalny dipol cienkodrutowy, co czyni ją przydatną do pomiarów szerokopasmowych, testów kompatybilności elektromagnetycznej, monitorowania widma, zastosowań komunikacyjnych i radarowych.

Czym jest antena dwustożkowa?

Antenę dwustożkową można porównać do trójwymiarowego dipola szerokopasmowego. Dwa przeciwległe stożki działają jako elementy promieniujące, a źródło sygnału znajduje się w wąskiej szczelinie między ich końcami. Kąt stożka, długość stożka, geometria źródła sygnału i otaczająca struktura określają użyteczny zakres częstotliwości, dopasowanie impedancji i charakterystykę promieniowania.

W zależności od wymiarów i instalacji, antena może zapewnić polaryzację liniową i generalnie dookólną charakterystykę azymutalną. Wydajność zmienia się w całym paśmie roboczym, dlatego należy zawsze sprawdzić określony zysk, współczynnik SWR i charakterystykę promieniowania dla docelowego zakresu częstotliwości.

Jak działa antena dwustożkowa?

Prąd RF wpływa do anteny w punkcie zasilania i płynie wzdłuż rozszerzających się powierzchni przewodzących. Ponieważ przewodnik stopniowo się rozszerza, przejście z obszaru zasilania do wolnej przestrzeni jest płynniejsze w szerokim zakresie częstotliwości. Taka geometria pomaga utrzymać użyteczną impedancję wejściową i stabilne promieniowanie w szerszym paśmie niż dipol wąskopasmowy.

Antena nie opiera się na odbiciach wielodrogowych wewnątrz stożków. Promieniowanie jest generowane przez zmieniające się w czasie prądy na powierzchniach przewodzących. Przy wyższych częstotliwościach, rozmiar elektryczny i szczegóły zasilania mogą powodować dodatkowe zróżnicowanie charakterystyki, dlatego projekty szerokopasmowe muszą być oceniane w całym paśmie roboczym.

Główne parametry projektowe

• Zakres częstotliwości:Pełne pasmo, w którym spełnione są wymagania dotyczące impedancji i promieniowania.
• Współczynnik SWR i impedancja:Wskazują one, jak efektywnie moc RF jest przesyłana pomiędzy linią zasilającą a anteną.
• Osiągać:Szerokopasmowe anteny dwustożkowe zwykle zapewniają umiarkowany zysk, który zmienia się w zależności od częstotliwości.
• Wzór promieniowania:Należy sprawdzić stabilność wzoru i pokrycie azymutu w całym paśmie.
• Polaryzacja:Orientacja określa kierunek polaryzacji liniowej.
• Złącze i obsługa zasilania:Obydwa muszą być zgodne z systemem testowym lub źródłem sygnału RF.
• Rozmiar mechaniczny:Wymiary stożka mają wpływ na najniższą użyteczną częstotliwość i wymagania instalacyjne.

Typowe zastosowania

• Pomiary emisji promieniowania EMC i odporności
• Testowanie anten szerokopasmowych i systemów RF
• Monitorowanie widma i zbieranie sygnałów
• Eksperymenty z komunikacją bezprzewodową i radarem
• Systemy kalibracji laboratoryjnej i pomiarów terenowych

Zalety i ograniczenia

Anteny dwustożkowe oferują szerokie pasmo, stosunkowo prostą konstrukcję i użyteczne pokrycie charakterystyki. Mogą one ograniczyć potrzebę wymiany anten, gdy test obejmuje szeroki zakres częstotliwości. Ich ograniczenia obejmują umiarkowany zysk, rozmiar fizyczny przy niższych częstotliwościach oraz zmienność charakterystyki promieniowania w górnym zakresie pasma.

Jak wybrać antenę dwustożkową

Zacznij od wymaganego zakresu częstotliwości, a następnie porównaj współczynnik SWR, wzmocnienie, polaryzację, stabilność sygnału, typ złącza, moc wyjściową i wymiary mechaniczne. Należy również uwzględnić odległość testową, orientację montażu i otoczenie, ponieważ pobliskie konstrukcje mogą wpływać na pomiary szerokopasmowe.

Poznaj RF MISOrozwiązania anten dwustożkowych, w tymRM-BCA812-2 dla 8-12 GHziRM-BCA2428-4 dla 24-28 GHzAby uzyskać model dopasowany do Twojego zakresu częstotliwości i konfiguracji testowej,kontakt RF MISO.

Wprowadzenie do serii anten dwustożkowych