Οι κεραίες μικροκυμάτων μετατρέπουν τα ηλεκτρικά σήματα σε ηλεκτρομαγνητικά κύματα (και αντίστροφα) χρησιμοποιώντας δομές ακριβείας. Η λειτουργία τους βασίζεται σε τρεις βασικές αρχές:
1. Ηλεκτρομαγνητικός Μετασχηματισμός Κύματος
Λειτουργία μετάδοσης:
Τα σήματα RF από έναν πομπό ταξιδεύουν μέσω τύπων συνδέσμων κεραίας (π.χ., SMA, τύπου N) στο σημείο τροφοδοσίας. Τα αγώγιμα στοιχεία της κεραίας (κόρνες/δίπολα) διαμορφώνουν τα κύματα σε κατευθυντικές δέσμες.
Λειτουργία λήψης:
Τα προσπίπτοντα ηλεκτρομαγνητικά κύματα προκαλούν ρεύματα στην κεραία, τα οποία μετατρέπονται ξανά σε ηλεκτρικά σήματα για τον δέκτη.
2. Κατευθυντικότητα & Έλεγχος Ακτινοβολίας
Η κατευθυντικότητα της κεραίας ποσοτικοποιεί την εστίαση της δέσμης. Μια κεραία υψηλής κατευθυντικότητας (π.χ., κόρνα) συγκεντρώνει την ενέργεια σε στενούς λοβούς, η οποία διέπεται από:
Κατευθυντικότητα (dBi) ≈ 10 log₁₀(4πA/λ²)
Όπου A = εμβαδόν ανοίγματος, λ = μήκος κύματος.
Τα προϊόντα κεραίας μικροκυμάτων, όπως τα παραβολικά πιάτα, επιτυγχάνουν κατευθυντικότητα >30 dBi για δορυφορικές συνδέσεις.
3. Βασικά Στοιχεία & Οι Ρόλοι τους
| Συστατικό | Λειτουργία | Παράδειγμα |
|---|---|---|
| Ακτινοβολούν Στοιχείο | Μετατρέπει την ηλεκτρική-ΗΜ ενέργεια | Patch, δίπολο, υποδοχή |
| Δίκτυο τροφοδοσίας | Οδηγεί κύματα με ελάχιστη απώλεια | Κυματοδηγός, γραμμή μικρολωρίδας |
| Παθητικά Στοιχεία | Βελτιώστε την ακεραιότητα του σήματος | Μετατοπιστές φάσης, πολωτές |
| Συνδέσεις | Διεπαφή με γραμμές μεταφοράς | 2,92 χιλ. (40 GHz), 7/16 (Υψηλή Ισχύς) |
4. Σχεδιασμός με βάση τη συχνότητα
< 6 GHz: Οι μικρολωριδιακές κεραίες κυριαρχούν λόγω του μικρού τους μεγέθους.
> 18 GHz: Οι κόρνες κυματοδηγού υπερέχουν για απόδοση χαμηλών απωλειών.
Κρίσιμος παράγοντας: Η αντιστοίχιση της σύνθετης αντίστασης στις υποδοχές κεραίας αποτρέπει τις ανακλάσεις (VSWR <1,5).
Εφαρμογές στον πραγματικό κόσμο:
5G Massive MIMO: Συστοιχίες μικρολωρίδων με παθητικά εξαρτήματα για διεύθυνση δέσμης.
Συστήματα ραντάρ: Η υψηλή κατευθυντικότητα της κεραίας εξασφαλίζει ακριβή παρακολούθηση στόχου.
Δορυφορικές επικοινωνίες: Οι παραβολικοί ανακλαστήρες επιτυγχάνουν απόδοση διαφράγματος 99%.
Συμπέρασμα: Οι κεραίες μικροκυμάτων βασίζονται σε ηλεκτρομαγνητικό συντονισμό, τύπους ακριβείας για τις συνδέσεις κεραιών και βελτιστοποιημένη κατευθυντικότητα κεραίας για τη μετάδοση/λήψη σημάτων. Τα προηγμένα προϊόντα κεραιών μικροκυμάτων ενσωματώνουν παθητικά εξαρτήματα για την ελαχιστοποίηση των απωλειών και τη μεγιστοποίηση της εμβέλειας.
Για να μάθετε περισσότερα σχετικά με τις κεραίες, επισκεφθείτε τη διεύθυνση:
Ώρα δημοσίευσης: 15 Αυγούστου 2025
