Δικωνική κεραία: Αρχή λειτουργίας, σχεδιασμός και εφαρμογές

A δικωνική κεραίαείναι μια κεραία ευρείας ζώνης που σχηματίζεται από δύο αγώγιμους κώνους τοποθετημένους από άκρη σε άκρη και τροφοδοτούμενους στις κορυφές τους. Η σταδιακά μεταβαλλόμενη γεωμετρία της παρέχει ευρύτερο εύρος ζώνης λειτουργίας από ένα συμβατικό δίπολο λεπτού σύρματος, καθιστώντας την χρήσιμη για μετρήσεις ευρείας ζώνης, δοκιμές ηλεκτρομαγνητικής συμβατότητας, παρακολούθηση φάσματος, εφαρμογές επικοινωνίας και ραντάρ.

Τι είναι μια δικωνική κεραία;

Μια δικωνική κεραία μπορεί να θεωρηθεί ως ένα τρισδιάστατο δίπολο ευρείας ζώνης. Οι δύο αντίθετοι κώνοι λειτουργούν ως στοιχεία ακτινοβολίας, ενώ η τροφοδοσία βρίσκεται στο στενό κενό μεταξύ των άκρων τους. Η γωνία του κώνου, το μήκος του κώνου, η γεωμετρία της τροφοδοσίας και η περιβάλλουσα δομή καθορίζουν το χρησιμοποιήσιμο εύρος συχνοτήτων, την αντιστοίχιση της σύνθετης αντίστασης και τα χαρακτηριστικά ακτινοβολίας.

Ανάλογα με τις διαστάσεις και την εγκατάστασή της, η κεραία μπορεί να παρέχει γραμμική πόλωση και ένα γενικά πανκατευθυντικό αζιμουθιακό μοτίβο. Η απόδοση αλλάζει σε όλη τη ζώνη λειτουργίας, επομένως το καθορισμένο κέρδος, το VSWR και το μοτίβο ακτινοβολίας θα πρέπει πάντα να ελέγχονται για το προβλεπόμενο εύρος συχνοτήτων.

Πώς λειτουργεί μια δικωνική κεραία;

Το ρεύμα RF εισέρχεται στην κεραία στο σημείο τροφοδοσίας και ταξιδεύει κατά μήκος των επεκτεινόμενων αγώγιμων επιφανειών. Επειδή ο αγωγός διευρύνεται σταδιακά, η μετάβαση από την περιοχή τροφοδοσίας στον ελεύθερο χώρο είναι ομαλότερη σε ένα ευρύ φάσμα συχνοτήτων. Αυτή η γεωμετρία βοηθά στη διατήρηση μιας χρησιμοποιήσιμης σύνθετης αντίστασης εισόδου και σταθερής ακτινοβολίας σε ένα ευρύτερο εύρος ζώνης από ένα στενόζωνο δίπολο.

Η κεραία δεν βασίζεται σε πολυδιαδρομικές ανακλάσεις μέσα στους κώνους. Η ακτινοβολία παράγεται από χρονικά μεταβαλλόμενα ρεύματα στις αγώγιμες επιφάνειες. Σε υψηλότερες συχνότητες, το ηλεκτρικό μέγεθος και οι λεπτομέρειες τροφοδοσίας μπορούν να δημιουργήσουν πρόσθετη διακύμανση στο μοτίβο, γι' αυτό και τα σχέδια ευρυζωνικής σύνδεσης πρέπει να αξιολογούνται σε ολόκληρη τη ζώνη λειτουργίας.

Κύριες παράμετροι σχεδιασμού

• Εύρος συχνοτήτων:Η πλήρης ζώνη στην οποία ικανοποιούνται οι απαιτήσεις σύνθετης αντίστασης και ακτινοβολίας.
• VSWR και αντίσταση:Αυτά υποδεικνύουν πόσο αποτελεσματικά μεταφέρεται η ισχύς RF μεταξύ της γραμμής τροφοδοσίας και της κεραίας.
• Κέρδος:Οι ευρυζωνικές δικωνικές κεραίες συνήθως παρέχουν μέτριο κέρδος που ποικίλλει ανάλογα με τη συχνότητα.
• Πρότυπο ακτινοβολίας:Η σταθερότητα του μοτίβου και η κάλυψη του αζιμουθίου θα πρέπει να ελέγχονται σε όλη τη ζώνη.
• Πόλωση:Ο προσανατολισμός καθορίζει την κατεύθυνση της γραμμικής πόλωσης.
• Συνδετήρας και χειρισμός ισχύος:Και τα δύο πρέπει να ταιριάζουν με το σύστημα δοκιμής ή την πηγή RF.
• Μηχανικό μέγεθος:Οι διαστάσεις του κώνου επηρεάζουν τη χαμηλότερη χρησιμοποιήσιμη συχνότητα και τις απαιτήσεις εγκατάστασης.

Κοινές εφαρμογές

• Μετρήσεις ηλεκτρομαγνητικής συμβατότητας (EMC) για ακτινοβολούμενες εκπομπές και ατρωσία
• Δοκιμές κεραίας ευρείας ζώνης και συστήματος RF
• Παρακολούθηση φάσματος και συλλογή σημάτων
• Πειράματα ασύρματης επικοινωνίας και ραντάρ
• Συστήματα εργαστηριακής βαθμονόμησης και μετρήσεων πεδίου

Πλεονεκτήματα και Περιορισμοί

Οι δικωνικές κεραίες προσφέρουν ευρύ εύρος ζώνης, σχετικά απλή κατασκευή και χρήσιμη κάλυψη μοτίβων. Μπορούν να μειώσουν την ανάγκη αλλαγής κεραιών όταν μια δοκιμή εκτείνεται σε ένα ευρύ φάσμα συχνοτήτων. Οι περιορισμοί τους περιλαμβάνουν μέτριο κέρδος, φυσικό μέγεθος σε χαμηλότερες συχνότητες και διακύμανση του μοτίβου ακτινοβολίας προς το άνω άκρο της ζώνης.

Πώς να επιλέξετε μια δικωνική κεραία

Ξεκινήστε με το απαιτούμενο εύρος συχνοτήτων και, στη συνέχεια, συγκρίνετε το VSWR, το κέρδος, την πόλωση, τη σταθερότητα του μοτίβου, τον τύπο του συνδετήρα, την ισχύ και τις μηχανικές διαστάσεις. Θα πρέπει επίσης να ληφθούν υπόψη η απόσταση δοκιμής, ο προσανατολισμός τοποθέτησης και το περιβάλλον, επειδή οι κοντινές κατασκευές μπορούν να επηρεάσουν τις μετρήσεις ευρυζωνικής σύνδεσης.

Εξερευνήστε τα RF MISOλύσεις δικωνικής κεραίας, συμπεριλαμβανομένου τουRM-BCA812-2 για 8-12 GHzκαι τοRM-BCA2428-4 για 24-28 GHzΓια ένα μοντέλο που ταιριάζει με το εύρος συχνοτήτων και τη ρύθμιση δοκιμής σας,επικοινωνήστε με την RF MISO.

Εισαγωγή προϊόντος σειράς Biconical Antenna