Lý thuyết ăng ten - Ống kính
Các ăng-ten, mà chúng ta đã thảo luận cho đến bây giờ, sử dụng bề mặt máy bay. Ăng-ten của ống kính sử dụng bề mặt cong để truyền và nhận.Lens antennasđược tạo thành từ thủy tinh, nơi tuân theo các tính chất hội tụ và phân kỳ của thấu kính. Ăng-ten của ống kính được sử dụng cho các ứng dụng tần số cao hơn.
Dải tần số
Dải tần số sử dụng ăng-ten ống kính bắt đầu từ 1000 MHz nhưng việc sử dụng nó lớn hơn ở 3000 MHz and above.
Để hiểu rõ hơn về ăng-ten ống kính, bạn phải biết nguyên lý hoạt động của ống kính. Một thấu kính thủy tinh bình thường hoạt động dựa trên nguyên tắc khúc xạ.
Cấu tạo & Hoạt động của Ăng-ten ống kính
Nếu giả sử một nguồn sáng xuất hiện tại tiêu điểm của thấu kính, cách thấu kính một khoảng tiêu cự, thì tia đi qua thấu kính là tia chuẩn trực hoặc tia song song trên mặt phẳng truyền sóng.
Tia đi qua tâm thấu kính bị khúc xạ kém hơn tia đi qua các cạnh của thấu kính. Tất cả các tia được gửi song song với mặt trước sóng phẳng. Hiện tượng thấu kính này được gọi làdivergence.
Quy trình tương tự sẽ bị đảo ngược nếu một chùm sáng được truyền từ bên phải sang bên trái của cùng một thấu kính. Khi đó chùm tia khúc xạ và gặp nhau tại một điểm gọi là tiêu điểm, cách thấu kính một khoảng tiêu cự. Hiện tượng này được gọi làconvergence.
Điều này có thể được hiểu rõ hơn bằng cách quan sát sơ đồ sau:
Sơ đồ tia biểu diễn tiêu điểm và tiêu cự từ nguồn đến thấu kính. Các tia song song thu được còn được gọi là tia chuẩn trực.
Trong hình trên, nguồn tại tiêu điểm, cách thấu kính một khoảng tiêu cự, được chuẩn trực trong mặt trước sóng phẳng. Hiện tượng này có thể bị đảo ngược, có nghĩa là ánh sáng nếu được gửi từ phía bên trái, sẽ được hội tụ ở phía bên phải của ống kính.
Chính vì sự tương hỗ này, thấu kính có thể được sử dụng như một ăng-ten, vì hiện tượng tương tự giúp sử dụng cùng một ăng-ten cho cả truyền và nhận.
Hình ảnh mô hình của một ăng-ten thấu kính được hiển thị.
Để đạt được đặc tính hội tụ ở tần số cao hơn, chiết suất phải nhỏ hơn sự thống nhất. Dù có thể là chỉ số khúc xạ, mục đích của thấu kính là làm thẳng dạng sóng. Dựa trên điều này, thấu kính mặt phẳng E và mặt phẳng H được phát triển, chúng cũng làm chậm hoặc tăng tốc độ sóng trước.
Các loại Anten ống kính
Có các loại Anten ống kính sau:
Thấu kính điện di hoặc thấu kính tấm kim loại mặt phẳng H hoặc thấu kính trễ (Sóng truyền đi bị trễ bởi phương tiện thấu kính)
Thấu kính tấm kim loại mặt phẳng điện tử
Thấu kính loại điện di phi kim loại
Loại thấu kính bằng kim loại hoặc điện môi nhân tạo
Ưu điểm
Sau đây là những ưu điểm của ăng-ten ống kính -
Trong ăng-ten ống kính, hỗ trợ nguồn cấp dữ liệu và nguồn cấp dữ liệu, không cản trở khẩu độ.
Nó có dung sai thiết kế lớn hơn.
Có thể xử lý lượng sóng lớn hơn phản xạ hình parabol.
Chùm tia có thể di chuyển theo góc nghiêng với trục.
Nhược điểm
Sau đây là những nhược điểm của ăng-ten ống kính -
Ống kính nặng và cồng kềnh, đặc biệt là ở tần số thấp hơn
Sự phức tạp trong thiết kế
Đắt hơn so với gương phản xạ, cho cùng một thông số kỹ thuật
Các ứng dụng
Sau đây là các ứng dụng của ăng-ten ống kính -
Được sử dụng làm ăng ten băng tần rộng
Đặc biệt được sử dụng cho các ứng dụng tần số vi sóng
Các đặc tính hội tụ của ăng-ten thấu kính có thể được sử dụng để phát triển các ăng-ten cấp cao hơn được gọi là ăng-ten phản xạ Parabol, được sử dụng rộng rãi trong truyền thông vệ tinh. Chúng ta sẽ thảo luận về chúng trong chương tiếp theo.