Τα συστήματα ευρείας ζώνης είναι η καλύτερη λύση σε διάφορες ηλεκτρομαγνητικές εφαρμογές όπως ραντάρ υψηλής ανάλυσης πολλαπλών προτύπων, ανιχνευτές σημάτων και επικοινωνίες. Για συστήματα ευρείας ζώνης, μια κεραία με παπιγιόν έχει αναγνωριστεί ως η καλύτερη λύση για συστήματα λόγω της σύνθετης αντίστασης εισόδου ευρείας ζώνης και του απλού επίπεδου σχήματός της. Θεωρείται επίσης ένα σύστημα κεραίας ευρείας ζώνης υψηλής απολαβής εφόσον συσχετιστούν με τεχνητό μαγνητικό αγωγοί . Προς το παρόν, αυτά κεραίες χρησιμοποιούνται σε συστοιχίες ευρείας ζώνης και με δυνατότητα διεύθυνσης δοκού. Ωστόσο, η γεωμετρία του παπιγιόν θα πρέπει να επιλέγεται προσεκτικά εάν πρέπει να διατηρηθεί ένα απαραίτητο κέρδος σε μια συγκεκριμένη κατεύθυνση σε ολόκληρο το εύρος συχνοτήτων ενδιαφέροντος. Παρόλο που αυτή η επιλογή είναι συχνά προβληματική, επειδή διάφορα είδη παπιγιόν χρησιμοποιούν συχνά διαφορετικές παραμέτρους όπως το μήκος των καλοριφέρ, την αντίσταση αναφοράς, τη γωνία εκτόξευσης, τις ρυθμίσεις μέτρησης και τα υλικά. Έτσι, αυτό το άρθρο εξετάζει μια επισκόπηση του α Κεραία παπιγιόν – εργασία με εφαρμογές.
Τι είναι η κεραία παπιγιόν;
Μια κεραία που είναι διατεταγμένη σε διαμόρφωση παπιγιόν με δύο τριγωνικά άκαμπτα κομμάτια σύρματος ή δύο τριγωνικές επίπεδες μεταλλικές πλάκες μέσω ενός σημείου τροφοδοσίας στο χώρο μεταξύ των κορυφών των τριγώνων είναι γνωστή ως κεραία με παπιγιόν. Αυτός είναι ένας κοινός τύπος κεραίας με δισδιάστατο αμφικωνικό σχεδιασμό. Αυτές οι κεραίες χρησιμοποιούνται συχνά για λήψη τηλεόρασης UHF μικρής εμβέλειας, καθώς και για εφαρμογές GPR, επειδή έχουν ένα σύνολο αυστηρών αποδόσεων κεραίας, όπως απόδοση εξαιρετικά ευρείας ζώνης, χαμηλή συχνότητα λειτουργίας, λιγότερους ήχους κλήσης, σχεδιασμό, ελαφριά και συμπαγή.
Υπάρχουν διάφοροι τύποι κεραιών για παπιγιόν, όπως υποδοχή για παπιγιόν, τυπωμένη ευρεία ζώνη, μπάλωμα παπιγιόν με σχισμή, τροφοδοσία με μικρολωρίδες παπιγιόν, κυρτή υποδοχή για παπιγιόν με τροφοδοσία CPW και τριγωνική διπλής όψης.
Πώς λειτουργεί μια κεραία παπιγιόν;
Η κεραία παπιγιόν λειτουργεί χρησιμοποιώντας τριγωνικά στοιχεία και όχι ίσιες ράβδους όπως τα στοιχεία της κεραίας. Σε αυτήν την κεραία, τρίγωνα στοιχεία προσαρτώνται εξωτερικά σε δύο πλευρές για να κάνουν ένα παπιγιόν. Αυτά τα δύο στοιχεία κεραίας αγγίζουν σχεδόν στο κέντρο. Μερικές φορές, αυτή η κεραία είναι γνωστή ως κεραία πεταλούδας επειδή φαίνεται σαν πεταλούδα. Τα στοιχεία του παπιγιόν περιέχουν μια μεταλλική ράβδο που κλειδώνει την κεραία, τότε είναι γνωστή ως κεραία γάτας. Αυτός ο τύπος κεραίας μπορεί να μοιάζει με περιοδικές κεραίες καταγραφής, αν και δεν θεωρούνται κεραίες LP.
Το εύρος συχνοτήτων της κεραίας φιόγκου εξαρτάται κυρίως από τον τύπο του τριγωνικού ή στρογγυλεμένου παπιγιόν. Η συχνότητα του τριγωνικού παπιγιόν κυμαίνεται από 2,4 έως 6,0 GHz, ενώ η στρογγυλεμένη συχνότητα παπιγιόν κυμαίνεται από 2,4 έως 6,5 GHz. Η κεραία παπιγιόν χρησιμοποιείται σε σειρές HFR και UFR. Τα μεταλλικά στοιχεία σε αυτήν την κεραία είναι στοιχεία συντονισμού που δημιουργούν ένα ηλεκτρικό πεδίο μεταξύ τους. Όταν ένα ηλεκτρομαγνητικό κύμα διέρχεται από ένα ηλεκτρικό πεδίο και δημιουργείται ένα ρεύμα το οποίο μπορεί να τροφοδοτηθεί σε έναν ραδιοφωνικό δέκτη ή να μεταδοθεί από έναν ραδιοπομπό.
Όταν ένας ραδιοφωνικός δέκτης λαμβάνει το ρεύμα, ενισχύεται και επεξεργάζεται για να κατανοήσει τις πληροφορίες που κωδικοποιούνται στα ηλεκτρομαγνητικά κύματα. Ενώ σε έναν πομπό το αντίστροφο συμβαίνει όταν ένας ραδιοπομπός παράγει ένα ηλεκτρικό σήμα που τροφοδοτείται στην κεραία του παπιγιόν. Το ηλεκτρικό σήμα διεγείρει το ηλεκτρικό πεδίο μεταξύ των μεταλλικών βραχιόνων που εκπέμπει τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα στον αέρα.
Αριθμομηχανή κεραίας παπιγιόν
Οι ακόλουθοι τύποι χρησιμοποιούνται για τον υπολογισμό των εξόδων εάν γνωρίζουμε τη συχνότητα όπως μήκος κύματος, εύρος ζώνης, πλάτος, απόσταση και ύψος.
Γνωρίζουμε ότι ‘λ’ = c/f
Όπου «λ» είναι το μήκος κύματος.
Το «c» είναι η ταχύτητα διάδοσης στον αέρα.
Το «f» είναι η φέρουσα συχνότητα εντός MHz.
Μήκος κύματος
Η συχνότητα λειτουργίας είναι 2400 MHz. Είναι η συχνότητα του ηλεκτρομαγνητικού κύματος που εκπέμπεται και λαμβάνεται από την κεραία.
Το μήκος κύματος υπολογίζεται ως λ’ = c/f.
Γνωρίζουμε ότι «c» = 3×10^8m/sec που είναι η ταχύτητα του φωτός.
Αντικαταστήστε αυτές τις τιμές στην παραπάνω εξίσωση μήκους κύματος.
λ’ = c/f => 3×10^8/2400 = > 125 mm.
εύρος ζώνης
Για τον υπολογισμό του εύρους ζώνης, ο τύπος B = 0,33xf => 0,33 x 2400 = 792 MHz.
Πλάτος
Για να υπολογίσετε το πλάτος, ο τύπος είναι w = 0,375 x λ x 1000 mm
Π = 0,375 x 125 x 1000 mm => 46,875 mm.
Απόσταση
Για να υπολογίσουμε την απόσταση, έχουμε έναν τύπο όπως D = 0,02066 x λ.
D = 0,02066 x 125 => 2,5825 mm.
Υψος
Για να υπολογίσουμε το ύψος, έχουμε έναν τύπο όπως H= 0,25 x λ.
H= 0,25 x 125 => 31,25 mm.
Μοτίβο ακτινοβολίας κεραίας παπιγιόν
Στον σχεδιασμό της κεραίας, το μοτίβο ακτινοβολίας είναι η γωνιακή εξάρτηση της ισχύος των ραδιοκυμάτων από την κεραία. Έτσι, είναι η απόκλιση της ακτινοβολούμενης ισχύος μέσω μιας κεραίας ως συνάρτηση κατεύθυνσης μακριά από την κεραία. Το μοτίβο ακτινοβολίας της κεραίας θα δείχνει την κατανομή ακτινοβολούμενης ενέργειας από την κεραία εντός του χώρου.
Ο όρος Ακτινοβολία χρησιμοποιείται για να δηλώσει την εκπομπή ή την απόκριση του κύματος στην κεραία για να καθορίσει την ισχύ του. Μπορεί να απεικονιστεί γραφικά ως συνάρτηση γωνιακής θέσης & ακτινικής απόστασης από την κεραία. Έτσι, αυτές είναι διαγραμματικές αναπαραστάσεις της κατανομής της ακτινοβολούμενης ενέργειας στο διάστημα σαν συνάρτηση κατεύθυνσης. Το σχέδιο ακτινοβολίας αυτής της κεραίας είναι παρόμοιο με τη διπολική κεραία. Η πόλωση της κεραίας του παπιγιόν είναι κάθετη και θα λάβει σήματα προς την κατεύθυνση ενός κώνου ή τα φτερά της πεταλούδας είναι μυτερά.
Χαρακτηριστικά
Τα χαρακτηριστικά της κεραίας παπιγιόν συζητούνται παρακάτω.
- Αυτή η κεραία χρησιμοποιεί τριγωνικά στοιχεία όπως τα στοιχεία της κεραίας.
- Αυτός ο τύπος κεραίας έχει κατακόρυφη πόλωση, ώστε να λαμβάνει σήματα από τα φτερά ή τον κώνο.
- Αυτές οι κεραίες διαμορφώνονται μέσω ενός διπλωμένου αγώγιμου σύρματος.
- Αυτή η κεραία έχει πολύ καλύτερο εύρος ζώνης σε σύγκριση με μια διπολική κεραία λεπτού καλωδίου.
- Αυτοί οι τύποι κεραιών έχουν ηλεκτρόδια σε διάφορες μορφές όπως Sharp BT, Asymmetric BT, Broad BT, Doubled BT & Blunted BT.
Πλεονεκτήματα
Τα πλεονεκτήματα της κεραίας παπιγιόν περιλαμβάνουν τα ακόλουθα.
- Οι κεραίες παπιγιόν είναι ελαφριές.
- Ο σχεδιασμός και η κατασκευή είναι εύκολη.
- Καλύτερη ισορροπία εντός της ακτινοβολίας.
- Έχει επίπεδη δομή και συμπαγές μέγεθος.
- Το εύρος ζώνης αυτής της κεραίας θα ενισχυθεί με τριγωνικά στοιχεία πάνω από τα ευθύγραμμα.
- Αυτές οι κεραίες λαμβάνουν συχνά σήματα από γωνία 60 μοιρών.
- Ο σχεδιασμός του είναι πολύ πιο δυνατός.
- Αυτά δεν είναι ακριβά.
- Ο ανακλαστήρας πλέγματος μέσα σε αυτήν την κεραία είναι πολύ αποδοτικός σε σύγκριση με τις κεραίες yagi.
Τα μειονεκτήματα της κεραίας παπιγιόν περιλαμβάνουν τα ακόλουθα.
- Αυτές οι κεραίες έχουν κακή απόδοση μετάδοσης στο χαμηλό άκρο του εύρους συχνοτήτων τους.
- Αυτές οι κεραίες έχουν ανακλάσεις τελικής πυρκαγιάς, χαρακτηριστικά διασποράς, περιορισμένο εύρος ζώνης, χαμηλό κέρδος και απόδοση.
Εφαρμογές
ο εφαρμογές κεραιών παπιγιόν περιλαμβάνουν τα ακόλουθα.
- Προς το παρόν, αυτές οι κεραίες εξακολουθούν να χρησιμοποιούνται σε πολλές εφαρμογές όπως το 5G, το πολυζωνικό WLAN/ LTE/ WiMAX, η πολικομετρία υπερύθρων, τα ραντάρ μικρής εμβέλειας και η διείσδυση στο έδαφος.
- Μια κεραία παπιγιόν χρησιμοποιείται σε όλες τις εφαρμογές UWB, όπως ραντάρ διείσδυσης εδάφους, Wi-Fi, ασύρματες και εφαρμογές απεικόνισης μικροκυμάτων.
- Αυτές οι κεραίες χρησιμοποιούνται εκτενώς για εφαρμογές GPR
- Αυτά χρησιμοποιούνται συχνά για λήψη τηλεόρασης UHF μικρής εμβέλειας.
- Οι εφαρμογές κεραίας παπιγιόν είναι ίδιες με τις διπολικές κεραίες εκτός από το μεγαλύτερο εύρος ζώνης.
- Αυτή η κεραία χρησιμοποιείται συνήθως σε εφαρμογές ασύρματης επικοινωνίας όπως δορυφορικές κεραίες, σταθμοί βάσης κινητών τηλεφώνων κ.λπ.
- Αυτή η κεραία είναι επίσης μια τέλεια επιλογή όπου απαιτείται μετάδοση και λήψη μεσαίας έως μεγάλης εμβέλειας.
Έτσι, αυτή είναι μια επισκόπηση ενός παπιγιόν κεραία – λειτουργεί με εφαρμογές. Αυτή η κεραία θεωρείται μια δικωνική κεραία δισδιάστατης έκδοσης, η οποία έχει πολλά στοιχεία που προεξέχουν μέσα σε ένα σχέδιο 360 μοιρών σε δύο κατευθύνσεις. Εδώ είναι μια ερώτηση για εσάς, τι είναι ένα συστοιχία κεραιών ?
