Některé druhy antén


imageS/231.gif

Dipólová anténa je jedním z nejčastějších zářičů.

Skládá se z přímého vodiče, který je v určitém místě přerušen, aby mohl být napájen z přenosového vedení nebo přímo z generátoru. Je-li napáječ uprostřed, hovoříme o symetrickém dipólu, jinak je dipól asymetrický. Pokud ramena dipólu jsou velmi krátká v porovnání s vlnovou délkou, jedná se o infinitezimální nebo Hertzův dipól. Častější jsou však tzv. resonanční dipóly, zejména dipóly, jejichž délka 2 l  je rovna l/2.

 

Obr.2.3.1 Dipólová anténa

imageS/232.gif

Kruhová (obdélníková) smyčka(y) vodiče je rovněž užitečným zářičem. Pole malé smyčky je obdobné poli Hertzova dipólu s vyměněným magnetickým a elektrickým polem. Proto se tato anténa často nazývá magnetickým dipólem.

 

Obr.2.3.2 Obdélníková smyčka

 

Antény na obr. 2.3.3, 2.3.4, 2.3.5 připomínají přenosové vedení zakončené na vzdálenějším konci .

 

imageS/233.gif

Ideou antény s postupnou vlnou je vybudit postupnou vlnu ve směru linky s rychlostí zhruba rovnou rychlosti světla a tím vybudit vlnu ve vzduchu ve směru linky. Proto má tato anténa vysokou směrovost. 

Obr.2.3.3 Anténa s postupnou vlnou

imageS/234.gif

Podobně funguje rhombická anténa, která místo jednoho vodiče a země využívá dvou vodičů ve tvaru kosočtverce.

Obr.2.3.4 Rhombická anténa

imageS/235.gif  

Anténa polorhombická (V anténa) je buď na konci zakončená a pak funguje jako anténa rhombická s postupnou vlnou, nebo není zakončená a pak se spíše podobá resonančnímu dipólu, viz obr.2.3.1.

Obr.2.3.5 Polorhombická anténa

imageS/236.gif  

Anténa s dielektrickým vlnovodem funguje velmi podobně jako anténa s postupnou vlnou. Dielektrická tyč slouží jako vlnovod, který má pole vně dielektrického materiálu, ale směřuje vlnu převážně ve směru tyče. Dopředná vlna je dominantní a je vyzařována Ţ velká směrovost.

Obr.2.3.6 Anténa s dielektrickým vlnovodem

imageS/237.gif

 

Vyzařující vlnovodová struktura je tvořena vlnovodem s otvory, kterými je vyzařována energie do prostoru. Má-li být vyzařování účinné, musí být otvory „v rezonanci“, tj. vzdálené od sebe o l/2 v místech, kde je silné pole ve vlnovodu (viz. průběhy polí ve vlnovodu obdélníkového průřezu a kruhového průřezu). Tyto antény jsou zejména užitečné pro námořní (lodní) radary a to jak říční, tak mořské.

Obr.2.3.7 Vlnovod s otvory

Trychtýřovité antény jsou de facto antény předchozího typu, kdy trychtýř na konci vlnovodu poskytuje přizpůsobení mezi vlnami ve vlnovodu ve volném prostředí. Mají větší šířku pásma než vyzařující vlnovodové struktury.Typické příklady jsou obdélníkové trychtýře (obr.2.3.8) a bikonické antény (obr.2.3.9). Jsou velmi směrové.

imageS/238.gif

imageS/239.gif

Obr.2.3.8 Trychtýřová anténa

Obr.2.3.9 Bikonická anténa

 

imageS/2310.gif

Reflektory využívají faktu, že elektromagnetické vlny se chovají podle zákonů geometrické optiky. Proto parabolické reflektory s napáječem v ohnisku mohou vytvořit směrovaný svazek s divergencí okolo 1o, pokud je napáječ malý ve srovnání s reflektorem (průměr reflektoru  cca 140 l).

Obr.2.3.10 Parabolický reflektor

 

Dielektrické, případně kovové čočky mají obdobnou funkci jako reflektory, tj. využívají zákonů geometrické optiky. Čočky je možné buď konstruovat přímo z dielektrika, pak jsou velké a hmotné, nebo je možné je vyrobit zalitím malých kovových dipólů do dielektrika s malými ztrátami. Tím bylo možné vyrobit „umělé dielektrikum“ s dielektrickou konstantou okolo 255 (er), a proto jsou rozměry čočky menší.

Kovová čočka (obr.2.3.11b) funguje na principu, že fázová rychlost vlny „vedené“ rovnoběžnými kovovými rovinami je větší než rovinné vlny, takže místo „zpoždění“ střední části vlny ve spojné čočce „urychlíme“, okrajové části vlny v kovové čočce; smysl mají jen „urychlení“ do celočíselného násobku l - z toho vyplývá stupňovitá struktura této čočky.

imageS/2311.gif imageS/2312.gif

a)

b)

Obr.2.3.11 Dielektrické a kovové čočky