Che cos'è un'antenna direzionale?

In questo articolo parleremo di antenna direzionale. Si tratta di un'ampia categoria di antenne che hanno un'elevata direttività e sono adatte a diverse applicazioni. Per prima cosa, capiremo l'importanza delle antenne nella communicazione. Con la crescente popolarità della communicazione wireless, le antenne sono diventate un elemento cruciale nei moderni sistemi di communicazione.

Le antenne ricevono e trasmettono segnali radio senza fili su supporti wireless (onde elettromagnetiche). Esistono diversi tipi di antenne. La maggior parte di queste antenne è classificata in base alla loro applicazione, alla forma della forma d'onda generata e alla gamma di frequenze operative. In base alla forma d'onda generata, le antenne sono suddivise in due categorie principali: antenne omnidirezionali e direzionali. Questo articolo parlerà brevemente delle antenne direzionali, dei diversi tipi di antenne direzionali, delle loro applicazioni, dei vantaggi e degli svantaggi. Infine, concluderemo identificando alcuni fattori chiave da considerare nella scelta di un'antenna direzionale per una determinata applicazione.

Che cos'è un'antenna direzionale?

Come già detto, le antenne sono classificate in base alla forma d'onda generata come antenne omnidirezionali e direzionali. Qui, antenne omnidirezionali genera una forma d'onda che fornisce una copertura di 360 gradi in tutte le direzioni, mentre un'antenna direzionale fornirebbe una copertura limitata a un settore di angolo. L'elevato guadagno direzionale è considerato la caratteristica principale di un'antenna direzionale. Inoltre, la maggior parte delle antenne direzionali può cambiare direzione elettronicamente senza alcun sistema meccanico di supporto. Questa è un'altra caratteristica delle antenne direzionali. I parametri principali che regolano queste caratteristiche sono la direttività e il diagramma di radiazione dell'antenna.

Le antenne direzionali funzionano in modo simile a tutte le altre antenne. Ricevono e trasmettono segnali radio generati da un backend RF che genera segnali elettrici. Questi segnali elettrici vengono poi inviati a un sintetizzatore RF per armonizzarli con la frequenza richiesta. Nel caso delle antenne direzionali, i segnali radio generati vengono stretti in un fascio focalizzato in una determinata direzione.

Tipi di antenna direzionale

Ora discutiamo brevemente alcuni tipi di antenne direzionali. Queste antenne direzionali sono classificate in base al loro diagramma di radiazione. Alcuni dei tipi più importanti di antenne direzionali sono:

Antenne Yagi: Questo tipo di antenna è costituito da più direttori che aiutano a dirigere il fascio di radiazioni in una determinata direzione. Queste antenne sono utilizzate principalmente per le trasmissioni radiotelevisive. Le antenne Yagi-Uda sono adatte ad applicazioni che richiedono un elevato guadagno e un'alta direttività. Inoltre, queste antenne sono utilizzate nelle comunicazioni punto-punto.

Antenne paraboliche: Queste antenne sono costituite da una parabola con una piastra solida o una rete metallica come riflettore per ottenere un fascio direzionale in ogni direzione. Le antenne paraboliche sono progettate per resistere ai venti ad alta velocità e per realizzare una comunicazione punto-punto a lunga distanza. Inoltre, le antenne paraboliche sono considerate antenne di precisione, grazie alla loro capacità di focalizzarsi su un singolo punto di interesse.

Antenne a pannello: Le antenne a pannello sono progettate appositamente per essere montate in cima a torri e pareti. Sono ampiamente utilizzate nelle reti Wi-Fi e cellulari. Rispetto ad altri tipi di antenne direzionali, sono in grado di garantire un'ampia copertura e quindi vengono utilizzate sia in ambienti interni che esterni.

Antenne periodiche logiche: Queste antenne sono come Antenne Yagima gli elementi del dipolo di queste antenne sono disposti in modo triangolare per ottenere una scala logaritmica della frequenza del segnale radio. Ciò si ottiene diminuendo gli elementi del dipolo lungo la linea di alimentazione dell'antenna. Queste antenne possono gestire frequenze elevate.

Antenne Dish: Le antenne a piatto sono dotate di un riflettore a piatto che amplifica il guadagno dell'antenna. Queste antenne sono utilizzate per i sistemi di communicazione satellitare che richiedono un guadagno elevato.

Antenne a settore: Queste antenne sono montate in cima alle torri della rete cellulare per fornire la trasmissione a un settore dell'area. I settori più coperti da queste antenne sono 60, 90 e 120 gradi. Queste antenne sono utilizzate soprattutto nelle reti cellulari e nei sistemi Wi-Fi ad alto guadagno.

Sy1TP14Antenne a tromba elettriche: Queste antenne sono progettate per ottenere trame di radiazione simmetriche in una determinata direzione. Offrono un'ampia larghezza di fascio rispetto ad altre antenne direzionali. Sono utilizzate nelle applicazioni di difesa e aerospaziali.

Applicazioni dell'antenna direzionale

Abbiamo discusso alcune delle caratteristiche principali delle antenne direzionali. Ora analizziamo alcune delle principali aree di applicazione delle antenne direzionali. Le principali aree di applicazione delle antenne direzionali sono le seguenti:

• Trasmissione: Le antenne direzionali, come le antenne a parabola e le antenne paraboliche, sono ampiamente utilizzate nelle trasmissioni radiofoniche e satellitari. Inoltre, le antenne Yagi-Uda sono utilizzate per le trasmissioni radiofoniche e televisive.
• Telecommelecomunicazioni: Nelle telecomunicazioni, le antenne direzionali svolgono un ruolo fondamentale. Molte applicazioni di telecomunicazione sono realizzate con antenne direzionali. Le antenne a settore e a pannello sono ampiamente utilizzate nelle torri delle reti cellulari e nei sistemi Wi-Fi. Inoltre, le antenne elicoidali e patch sono utilizzate per diversi dispositivi IoT per realizzare la connessione a reti cellulari più grandi.
• Reti wireless: Le antenne a settore e a pannello sono ampiamente utilizzate nei sistemi Wi-Fi e nei sistemi di rete per computer per ottenere un elevato guadagno in ambienti interni. Inoltre, le antenne direzionali svolgono un ruolo fondamentale nella realizzazione delle moderne reti IoT.
• Satellite co1TP14Comunicazioni: Le antenne Dish sono utilizzate nelle co1TP14 ticazioni satellitari grazie al loro elevato guadagno e alla loro precisione.
• Militare e difesa: Le antenne direzionali, come le elicoidali, le patch e le antenne log periodiche, sono utilizzate nelle applicazioni militari per la communicazione, la localizzazione e il tracciamento dei bersagli.

Vantaggi dell'antenna direzionale

Alcuni dei principali vantaggi delle antenne direzionali sono i seguenti:

• Le antenne direzionali possono facilitare i segnali radio con un elevato guadagno direzionale. Possono fornire segnali di maggiore potenza e qualità.
• Le antenne direzionali possono fornire un ampio raggio di copertura, consentendo la trasmissione su una distanza maggiore rispetto alle antenne omnidirezionali.
• Grazie all'elevato guadagno direzionale, queste antenne possono consentire la trasmissione anche in ambienti estremamente disturbati.

Svantaggi dell'antenna direzionale

Nonostante i vantaggi, l'uso delle antenne direzionali presenta anche alcuni svantaggi. Questi includono:

• Forniscono un'area di copertura limitata. Le antenne direzionali possono fornire copertura solo a una determinata area o a un settore.
• Poiché le antenne direzionali devono coprire un'area predeterminata, la loro installazione e configurazione sono complesse rispetto alle antenne omnidirezionali.
• Le antenne direzionali non sono flessibili nel design e versatili come le antenne omnidirezionali.

Confronto tra antenne omnidirezionali e direzionali

Abbiamo illustrato alcuni dei principali vantaggi e svantaggi delle antenne direzionali. Ora parliamo di antenna direzionale vs. antenna omnidirezionale. Rispetto alle antenne omnidirezionali, le antenne direzionali possono fornire una copertura in un'area limitata, mentre le antenne omnidirezionali forniscono una copertura a 360 gradi. Tuttavia, rispetto alle antenne omnidirezionali, le antenne direzionali hanno prestazioni superiori per quanto riguarda le interferenze. Ciò è dovuto al loro elevato guadagno direzionale. Un altro aspetto da considerare è la versatilità di questi tipi di antenna. Le antenne omnidirezionali sono più versatili rispetto alle antenne direzionali grazie alle loro dimensioni ridotte e al loro design semplice. Pertanto, le antenne omnidirezionali sono ampiamente utilizzate nelle applicazioni IoT rispetto alle antenne direzionali.

Come scegliere l'antenna direzionale giusta?

Quando si tratta di scegliere l'antenna direzionale giusta, è necessario conoscere i diversi tipi di antenne direzionali disponibili. A seconda del tipo di antenna direzionale, il caso d'uso dell'antenna varia. Tuttavia, in base ai seguenti fattori, possiamo restringere le nostre opzioni. Questi fattori includono:

• Gamma di frequenza operativa richiesta: È necessario determinare la gamma di frequenza operativa richiesta. Questo ci aiuterà a determinare il numero di elementi del dipolo e il dimensionamento degli elementi del riflettore dell'antenna.
• Guadagno: Questo assicura la corretta selezione dell'antenna per soddisfare l'interferenza massima consentita nella rete di comunicazione co1TP14.
• Larghezza di fascio: la larghezza di fascio prevista dell'antenna determina l'area di copertura e la direzione di copertura dell'antenna.
• Ambiente operativo: L'ambiente operativo aiuta a determinare le interferenze e il tipo di antenna adatta all'ambiente in questione. Inoltre, aiuta a capire i requisiti di guadagno dell'antenna.
• Installazione: Infine, a causa delle diverse varietà di antenne direzionali, è necessario considerare i consigli di installazione e configurazione specifici del prodotto forniti dal produttore.

Conclusione

In questo articolo abbiamo parlato delle antenne direzionali e dei loro tipi. Sono stati illustrati i diversi tipi di antenne direzionali e i diversi casi d'uso di ciascun tipo. Inoltre, sono stati discussi i vantaggi e gli svantaggi delle antenne direzionali per comprendere meglio le loro applicazioni. Infine, sono stati forniti alcuni fattori chiave da considerare nella scelta di un'antenna direzionale.