Teoria anteny - soczewka
Anteny, o których mówiliśmy do tej pory, wykorzystywały płaską powierzchnię. Anteny soczewkowe wykorzystują zakrzywioną powierzchnię zarówno do transmisji, jak i odbioru.Lens antennassą wykonane ze szkła, gdzie śledzone są zbieżne i rozbieżne właściwości soczewki. Anteny soczewkowe są używane w aplikacjach o wyższej częstotliwości.
Zakres częstotliwości
Zakres częstotliwości użytkowania anteny soczewkowej zaczyna się od godz 1000 MHz ale jego użycie jest większe w 3000 MHz and above.
Aby lepiej zrozumieć działanie anteny soczewkowej, musi być znana zasada działania soczewki. Zwykły szklany obiektyw działa na zasadzie załamania światła.
Budowa i działanie anteny soczewkowej
Jeśli zakłada się, że źródło światła występuje w ognisku soczewki, który znajduje się w ogniskowej odległości od soczewki, wówczas promienie przechodzą przez soczewkę jako promienie skolimowane lub równoległe na czole fali płaskiej.
Promienie przechodzące przez środek soczewki są mniej załamywane niż promienie przechodzące przez krawędzie soczewki. Wszystkie promienie są wysyłane równolegle do czoła fali płaskiej. To zjawisko soczewki nazywa się asdivergence.
Ta sama procedura zostaje odwrócona, jeśli wiązka światła jest wysyłana z prawej strony na lewą tę samą soczewkę. Następnie wiązka załamuje się i spotyka się w punkcie zwanym ogniskiem, w odległości ogniskowej od soczewki. To zjawisko nazywa sięconvergence.
To samo można lepiej zrozumieć, obserwując poniższy diagram -
Diagram promienia przedstawia ognisko i ogniskową od źródła do soczewki. Uzyskane równoległe promienie nazywane są również promieniami skolimowanymi.
Na powyższym rysunku źródło w ognisku, w odległości ogniskowej od soczewki, zostaje skolimowane w czole fali płaskiej. Zjawisko to można odwrócić, co oznacza, że światło wysyłane z lewej strony zbiera się z prawej strony soczewki.
To właśnie z powodu tej wzajemności soczewka może być używana jako antena, ponieważ to samo zjawisko pomaga w wykorzystaniu tej samej anteny zarówno do transmisji, jak i odbioru.
Na ilustracji przedstawiono model anteny soczewkowej.
Aby uzyskać właściwości ogniskowania przy wyższych częstotliwościach, współczynnik załamania światła powinien być mniejszy niż jedność. Niezależnie od współczynnika załamania światła, celem soczewki jest wyprostowanie przebiegu. Na tej podstawie opracowywane są soczewki w płaszczyźnie E i H, które również opóźniają lub przyspieszają front fali.
Rodzaje anten soczewkowych
Dostępne są następujące typy anten soczewkowych -
Soczewka bezelektryczna lub soczewka z metalowej płytki w płaszczyźnie H lub soczewka opóźniająca (fale biegnące są opóźniane przez materiał soczewki)
Soczewka z metalowej płytki typu E.
Niemetalowe soczewki typu dielektrycznego
Soczewki z metalicznym lub sztucznym dielektrykiem
Zalety
Oto zalety anteny obiektywowej -
W antenach soczewkowych, zasilacz i wspornik zasilania, nie zasłaniaj przysłony.
Ma większą tolerancję konstrukcyjną.
Większa ilość fali, niż w przypadku reflektora parabolicznego, może być obsłużona.
Belkę można przesuwać kątowo ze szczególnym uwzględnieniem osi.
Niedogodności
Oto wady anteny obiektywu -
Soczewki są ciężkie i nieporęczne, zwłaszcza przy niższych częstotliwościach
Złożoność w projektowaniu
Droższe w porównaniu do reflektorów, przy tych samych specyfikacjach
Aplikacje
Poniżej przedstawiono zastosowania anteny obiektywu -
Używany jako antena szerokopasmowa
Szczególnie używany do zastosowań częstotliwości mikrofalowych
Zbieżne właściwości anten soczewkowych można wykorzystać do opracowania anten wyższego poziomu, znanych jako anteny reflektorowe paraboliczne, które są szeroko stosowane w komunikacji satelitarnej. Omówimy je w następnym rozdziale.