Антенны занимают центральное место в любой системе communication. Они играют ключевую роль в передаче и приеме сигналов между источником и пунктами назначения. Существует множество типов антенн, отличающихся размерами и уникальными эксплуатационными характеристиками. Цель этой статьи - дать полное представление о всенаправленных антеннах и антеннах типа "яги", а также о том, как они сравниваются между собой.
Обзор антенн
Антенна - это устройство для преобразования электрической энергии в электромагнитные волны и наоборот. Они передают и принимают сигналы и выступают в качестве связующих устройств в системах communication. Антенна играет важную роль в определении производительности системы communication. Антенны имеют различную физическую структуру, диапазон рабочих частот, коэффициент усиления, направленность, полярность и т.д., и в зависимости от этого классифицируются на различные типы. Ниже приводится краткое описание нескольких наиболее распространенных типов антенн.
Логопериодическая антенна: Этот тип антенн состоит из серии диполей, расположенных вдоль оси антенны через различные пространственные интервалы времени с логарифмической функцией частоты. Они направлены и имеют узкую ширину луча. Такие антенны обычно используются в приложениях, где требуется переменная полоса пропускания, а также усиление и направленность антенны.
Проволочные антенны: Один из самых простых и наиболее со1TP14Тонных типов антенн, которые используются в самых разных условиях. Они используют проводящие провода для передачи и приема радиосигналов. Это могут быть как дипольные, так и монопольные антенны. Как правило, это всенаправленные антенны, которые используются в таких сферах, как радиовещание, беспроводная связь, радиосвязь, а также устанавливаются на транспортных средствах, кораблях, зданиях и т. д.
Апертурные антенны: Этот тип антенн имеет одно или несколько отверстий на проводящей поверхности для приема сигналов. Это могут быть как щелевые, так и рупорные антенны. Они обычно используются на микроволновых частотах и применяются в спутниках, радарах, самолетах и космических кораблях.
Рефлекторные антенны: Этот тип антенн обладает высокой направленностью и использует изогнутую отражающую поверхность для концентрации радио- или других электромагнитных волн в одном направлении. Это могут быть как параболические, так и угловые антенны. Они используются в основном в качестве фидерных антенн и применяются в таких приложениях, как спутниковая со1TP14Туникация, радарные системы и т.д.
Микрополосковые антенны: Это плоская антенна, состоящая из металлического патча, напечатанного на тонкой подложке. Они обычно небольшие и компактные, легкие и легко интегрируются в электронные устройства. Они используются в мобильных устройствах, маршрутизаторах и т. д.
Массивные антенны: Этот тип имеет несколько небольших антенн, расположенных определенным образом, так что каждая антенна работает на усиление и повышение качества сигнала. Антенна Yagi - один из самых востребованных типов антенных решеток. Они легко настраиваются и, следовательно, используются для приложений с высоким коэффициентом усиления, где необходимо контролировать диаграмму направленности излучения. Они используются в радиовещании, беспроводных сетях и т. д.
Что такое всенаправленная антенна?
Всенаправленные антенны - это антенны, которые могут передавать и принимать сигналы во всех направлениях одинаково. Это делает их идеальными для приложений, где антенна должна взаимодействовать с несколькими устройствами в разных направлениях или направление сигнала целевого устройства меняется или является непредсказуемым. Всенаправленные антенны используются как для портативных, так и для стационарных приложений. Они используются в движущихся транспортных средствах, таких как корабли и фургоны, а также применяются для сетей WiFi в таких местах, как рестораны, конференц-залы, кемпинги, курорты и т. д. В городских районах, где пространство между двумя сигнальными вышками ограничено, используются всенаправленные антенны.
Что такое антенна Yagi?
Антенна "яги" - это мощная направленная антенна. Она имеет параллельные паразитные элементы, расположенные на одной стреле. Диполь выступает в качестве ведущего элемента, а паразитные элементы переизлучают сигналы в фазе, немного отличающейся от фазы ведущего элемента. Это обеспечивает высокую направленную мощность за счет усиления сигнала в одних направлениях и его гашения в других. Они обычно используются для связи "точка-точка" и приложений дальнего действия.
Основные различия между всенаправленными антеннами и антеннами Yagi
Дизайн и структура: Всенаправленные антенны разработаны таким образом, что имеют диаграмму направленности излучения в форме пончика с антенной в центре. Они доступны в различных моделях, таких как монопольные, дипольные, в плоскости земли и коаксиальные антенны. Антенны Yagi имеют несколько направляющих элементов, расположенных параллельно по обе стороны от лучевой структуры в линейной решетке вместе с ведущим элементом и рефлектором.
Принцип действия: Во всенаправленной антенне, когда радиоволны проходят через антенну, излучающие элементы принимают их и направляют по кругу, что позволяет антенне передавать и принимать сигналы одновременно со всех направлений перпендикулярно оси, при этом мощность изменяется с изменением угла наклона оси, уменьшаясь до нуля на оси. В антенне Yagi движущий элемент генерирует электромагнитные волны, а рефлекторный элемент, расположенный за движущим элементом, отражает эти волны вперед так, что директора, расположенные спереди, направляют и фокусируют отраженные волны вперед.
Частотный диапазон и полоса пропускания: Всенаправленные и направленные антенны доступны в широком диапазоне частот. Всенаправленные антенны обычно доступны в диапазоне частот от 100 MHZ до 6 GHz, а антенны Yagi - от 30 до 3000 MHz. Всенаправленные антенны имеют широкую диаграмму направленности излучения и большую ширину луча, в то время как антенны Yagi имеют узкую диаграмму направленности излучения и сфокусированную ширину луча.
Усиление и направленность: Всенаправленные антенны дают меньший коэффициент усиления, чем направленные антенны Yagi. Всенаправленные антенны, как следует из названия, направляют сигналы во всех направлениях в 360-градусном поле, в то время как антенны Yagi являются направленными и, следовательно, фокусируют сигналы под углом от 45 до 90 градусов.
Установка и портативность: Всенаправленные антенны просты в установке, поскольку их диаграмма направленности составляет 360 градусов. Они устанавливаются на базовых станциях, сайтах сотовой связи и точках беспроводного доступа. Они используются как для портативных, так и для стационарных приложений. Антенны Yagi также просты в установке, но они требуют тщательного рассмотрения местоположения и ориентации. Антенны Yagi обычно используются в качестве стационарных антенн, но могут быть изготовлены по индивидуальному заказу.
Размер и доставка: Всенаправленные антенны и антенны Yagi могут быть разных размеров. Всенаправленные антенны обычно состоят из стержня или имеют простую конструкцию, поэтому их легко упаковывать и перевозить. Антенны Yagi более громоздкие по сравнению с всенаправленными антеннами и могут быть довольно длинными, если требуется высокий коэффициент усиления. Но большинство современных антенн "яги" можно разобрать на элементы и упаковать, а значит, удобно транспортировать.
Преимущества и недостатки антенн Yagi
Преимущества:
- Высокий коэффициент усиления и высокая направленность
- Большая зона покрытия по сравнению с всенаправленными антеннами
- Мощнее, чем омни-антенны
- Более устойчивы к помехам
Недостатки:
- Антенна довольно длинная, что позволяет добиться большего усиления.
- Ограниченная мобильность
- Установка сложнее, чем всенаправленных антенн
Преимущества и недостатки всенаправленных антенн
Преимущества:
- Универсальность для стационарного и мобильного применения
- Простая установка
- Можно использовать несколько операторов с разных вышек сотовой связи
- Отлично усиливает сигналы 4G/5G
Недостатки:
- Низкий диапазон покрытия
- Низкое усиление
- Восприимчивость к помехам с разных направлений
Как выбрать правильную антенну
Требования к производительности: Рабочие частоты, полоса пропускания, коэффициент усиления антенны, поляризация, зона покрытия и т. д. - вот лишь некоторые из ключевых параметров, которые следует учитывать. Для приложений, где требуется большая дальность приема, но относительно небольшое расстояние и необходимость работы с несколькими провайдерами, больше подходят всенаправленные антенны. Однако если требуется покрытие более концентрированного поля или направления, больше подойдет антенна типа "яги". Антенны Yagi более мощные и, следовательно, подходят для передачи сигнала на большие расстояния, чем всенаправленные антенны.
Физические ограничения: Важно учитывать доступное пространство и возможности монтажа. Всенаправленные антенны компактны и, следовательно, занимают мало места. Поскольку их диаграмма направленности излучения составляет 360 градусов, их легко разместить и не нужно перенастраивать, даже если поставщики сигнала или вышки сотовой связи меняют местоположение. Антенны Yagi занимают больше места и могут быть довольно длинными, если требуется более высокий коэффициент усиления. Установка антенн Yagi сравнительно сложнее, так как они требуют точного размещения и ориентации для оптимальной работы.
Экологические факторы: В зависимости от расположения антенны на ее работу могут влиять такие условия окружающей среды, как ветер, температура, влажность и т. д. Антенны Yagi, имеющие треугольную форму и удлиненные элементы с каждой стороны, могут быть более подвержены влиянию таких условий, как сильный ветер. Всенаправленные антенны с более простой структурой более устойчивы к неблагоприятным условиям окружающей среды.
Анализ затрат: Стоимость - один из основных факторов, который необходимо учитывать при выборе антенн. Первоначальная стоимость покупки и установки, стоимость эксплуатации и окупаемость инвестиций - вот основные факторы, которые необходимо учитывать. Антенны типа "яги" и всенаправленные антенны легко доступны на рынке и, следовательно, могут быть приобретены по доступным ценам.
Заключение
Антенны играют ключевую роль в системах communication, и их характеристики оказывают большое влияние на общую производительность системы communication. Всенаправленные антенны и антенны типа "яги" commonly используются как для внутреннего, так и для наружного применения. Выбор между этими двумя типами антенн зависит от конкретного применения и таких факторов, как рабочие параметры, условия окружающей среды, простота установки и обслуживания и т. д. Правильный выбор антенны поможет оптимизировать работу системы communication.
RU 
EN 
FR 
AR 
NL 
DE 
IT 
PT 
ES 
KO 
PL