Bow Tie-Antenne: Funktion, Strahlungsmuster und ihre Anwendungen

Breitbandsysteme sind die beste Lösung in verschiedenen elektromagnetischen Anwendungen wie hochauflösenden Multi-Standard-Radaren, Signaldetektoren und Kommunikation. Für Breitbandsysteme wurde eine Bow-Tie-Antenne aufgrund ihrer Breitband-Eingangsimpedanz und einfachen planaren Form als die beste Lösung für Systeme identifiziert. Es wird auch als Breitband-Antennensystem mit hoher Verstärkung angesehen, wenn es mit künstlichem Magnetismus in Verbindung gebracht wird Dirigenten . Derzeit diese Antennen werden in Breitband-Arrays verwendet und sind strahlsteuerbar. Die Bow-Tie-Geometrie sollte jedoch mit Bedacht gewählt werden, wenn eine notwendige Verstärkung in einer bestimmten Richtung über einen gesamten interessierenden Frequenzbereich aufrechterhalten werden muss. Diese Auswahl ist jedoch häufig problematisch, da verschiedene Arten von Fliegen häufig unterschiedliche Parameter wie Strahlerlänge, Referenzimpedanz, Öffnungswinkel, Messaufbauten und Materialien verwenden. Dieser Artikel behandelt also einen Überblick über a Bow-Tie-Antenne – Arbeiten mit Anwendungen.

Was ist eine Bow-Tie-Antenne?

Eine Antenne, die in einer Bowtie-Konfiguration mit zwei dreieckigen steifen Drahtstücken oder zwei dreieckigen flachen Metallplatten durch einen Einspeisepunkt im Zwischenraum zwischen den Spitzen der Dreiecke angeordnet ist, ist als Bow-Tie-Antenne bekannt. Dies ist ein üblicher Antennentyp mit einem zweidimensionalen bikonischen Design. Diese Antennen werden häufig für den UHF-TV-Empfang im Nahbereich und auch für GPR-Anwendungen verwendet, da sie eine Reihe strenger Antennenleistungen wie Ultrabreitbandleistung, niedrige Betriebsfrequenz, geringstes Klingeln, Planung, geringes Gewicht und Kompaktheit aufweisen.

Es gibt verschiedene Arten von Bowtie-Antennen wie Bowtie-Slot, Breitbanddruck, geschlitzter Bowtie-Patch, Bowtie-Microstrip-Feed, CPW-gespeister gebogener Bowtie-Slot und doppelseitig dreieckig.

Wie funktioniert eine Fliegenantenne?

Die Bow-Tie-Antenne arbeitet mit dreieckigen Elementen anstelle von geraden Stäben wie die Antennenelemente. Bei dieser Antenne werden dreieckige Elemente an zwei Seiten außen angebracht, um eine Fliege zu bilden. Diese beiden Antennenelemente berühren sich fast in der Mitte. Manchmal wird diese Antenne als Schmetterlingsantenne bezeichnet, weil sie wie ein Schmetterling aussieht. Die Fliegenelemente enthalten eine Metallstange, die die Antenne verriegelt, dann wird sie als Schnurrhaarantenne der Katze bezeichnet. Dieser Antennentyp kann wie logarithmisch periodische Antennen aussehen, obwohl sie nicht als LP-Antennen betrachtet werden.

Der Frequenzbereich der Bogenantenne hängt hauptsächlich vom dreieckigen oder abgerundeten Bogentyp ab. Die dreieckige Bow-Tie-Frequenz reicht von 2,4 bis 6,0 GHz, während die abgerundete Bow-Tie-Frequenz von 2,4 bis 6,5 GHz reicht. Bow-Tie-Antenne wird in HFR- und UFR-Bereichen verwendet. Die Metallelemente in dieser Antenne sind Resonanzelemente, die zwischen sich ein elektrisches Feld erzeugen. Wenn eine elektromagnetische Welle ein elektrisches Feld durchdringt, wird ein Strom erzeugt, der einem Funkempfänger zugeführt oder von einem Funksender übertragen werden kann.

Wenn ein Funkempfänger den Strom empfängt, wird er verstärkt und verarbeitet, um die in den elektromagnetischen Wellen codierten Informationen zu verstehen. Während in einem Sender das Gegenteil passiert, wo ein Funksender ein elektrisches Signal erzeugt, das der Fliegenantenne zugeführt wird. Das elektrische Signal regt das elektrische Feld zwischen den Metallarmen an, das die elektromagnetischen Wellen in die Luft abgibt.

Fliegenantennenrechner

Die folgenden Formeln werden verwendet, um die Ausgänge zu berechnen, wenn wir die Frequenz wie Wellenlänge, Bandbreite, Breite, Entfernung und Höhe kennen.

Wir wissen, dass „λ“ = c/f

Wobei „λ“ die Wellenlänge ist.

„c“ ist die Ausbreitungsgeschwindigkeit in der Luft.

„f“ ist die Trägerfrequenz innerhalb von MHz.

Wellenlänge

Die Betriebsfrequenz beträgt 2400MHz. Es ist die Frequenz der elektromagnetischen Welle, die von der Antenne gesendet und empfangen wird.

Die Wellenlänge wird als λ’ = c/f berechnet.

Wir wissen, dass „c“ = 3 × 10 ^ 8 m / Sek. ist, was die Lichtgeschwindigkeit ist.

Setzen Sie diese Werte in die obige Wellenlängengleichung ein.

λ' = c/f => 3×10^8/2400 = > 125 mm.

Bandbreite

Zur Berechnung der Bandbreite gilt die Formel B = 0,33 x f => 0,33 x 2400 = 792 MHz.

Breite

Um die Breite zu berechnen, lautet die Formel w = 0,375 x λ x 1000 mm

B = 0,375 x 125 x 1000 mm => 46,875 mm.

Distanz

Um die Entfernung zu berechnen, haben wir eine Formel wie D = 0,02066 x λ.

D = 0,02066 x 125 => 2,5825 mm.

Höhe

Um die Höhe zu berechnen, haben wir eine Formel wie H = 0,25 x λ.

H = 0,25 x 125 => 31,25 mm.

Strahlungsmuster der Fliegenantenne

Beim Antennendesign ist das Strahlungsmuster die Winkelabhängigkeit der Stärke der Funkwellen von der Antenne. Es ist also die Abweichung der abgestrahlten Leistung durch eine Antenne als Richtungsfunktion von der Antenne weg. Das Strahlungsmuster der Antenne zeigt die von der Antenne abgestrahlte Energieverteilung im Raum.

Der Begriff Strahlung wird verwendet, um die Emission oder Reaktion einer Welle an der Antenne zu bezeichnen, um ihre Stärke anzugeben. Sie kann grafisch als Funktion der Winkelposition und des radialen Abstands von der Antenne aufgetragen werden. Dies sind also schematische Darstellungen der abgestrahlten Energieverteilung im Raum wie eine Richtungsfunktion. Das Strahlungsmuster dieser Antenne ähnelt der Dipolantenne. Die Polarisation der Fliegenantenne ist vertikal und erhält Signale in Richtung eines Kegels oder die Schmetterlingsflügel sind spitz.

Eigenschaften

Die Eigenschaften der Bowtie-Antenne werden unten diskutiert.

• Diese Antenne verwendet dreieckige Elemente wie die Antennenelemente.
• Diese Art von Antenne hat eine vertikale Polarisation, sodass sie Signale in Richtung der Flügel oder des Kegels empfängt.
• Diese Antennen werden durch einen gefalteten leitenden Draht geformt.
• Diese Antenne hat im Vergleich zu einer Dünndraht-Dipolantenne eine viel bessere Bandbreite.
• Diese Antennentypen haben Elektroden in verschiedenen Formen wie ein scharfer BT, ein asymmetrischer BT, ein breiter BT, ein doppelter BT und ein stumpfer BT.

Vorteile

Zu den Vorteilen der Fliegenantenne gehören die folgenden.

• Fliegenantennen sind leicht.
• Das Design und die Herstellung sind einfach.
• Besseres Gleichgewicht innerhalb der Strahlung.
• Es hat eine planare Struktur und eine kompakte Größe.
• Die Bandbreite dieser Antenne wird mit dreieckigen Elementen über geraden erweitert.
• Diese Antennen empfangen Signale häufig aus einem 60-Grad-Winkel.
• Sein Design ist sehr stärker.
• Diese sind nicht teuer.
• Der Mesh-Reflektor in dieser Antenne ist im Vergleich zu Yagi-Antennen sehr effizient.

Zu den Nachteilen der Fliegenantenne gehören die folgenden.

• Diese Antennen haben schlechte Übertragungseffizienzen am unteren Ende ihres Frequenzbereichs.
• Diese Antennen haben Endfeuerreflexionen, Dispersionseigenschaften, begrenzte Bandbreite, schlechte Verstärkung und Effizienz.

Anwendungen

Der Anwendungen von Bow-Tie-Antennen das Folgende einschließen.

• Derzeit werden diese Antennen noch in vielen Anwendungen wie 5G, Multiband-WLAN/LTE/WiMAX, IR-Polarimetrie, Nahbereichsradar und Bodendurchdringung verwendet.
• Eine Bow-Tie-Antenne wird in allen UWB-Anwendungen wie Bodenradar, Wi-Fi, drahtlosen und mikrowellenbildbasierten Anwendungen verwendet.
• Diese Antennen werden in großem Umfang für GPR-Anwendungen verwendet
• Diese werden häufig für den UHF-TV-Empfang im Nahbereich verwendet.
• Bowtie-Antennenanwendungen sind die gleichen wie Dipolantennen, außer mit einer größeren Bandbreite.
• Diese Antenne wird normalerweise in drahtlosen Kommunikationsanwendungen wie Satellitenantennen, Basisstationen von Mobiltelefonen usw. verwendet.
• Diese Antenne ist auch eine perfekte Wahl, wenn Übertragung und Empfang über mittlere bis große Reichweiten erforderlich sind.

Dies ist also eine Übersicht über eine Fliege Antenne – funktioniert mit Anwendungen. Diese Antenne wird als bikonische Antenne in zweidimensionaler Version angesehen, bei der zahlreiche Elemente innerhalb eines 360-Grad-Musters in zwei Richtungen herausragen. Hier ist eine Frage an Sie, was ist ein Antennenarray ?