آشنایی با انواع آنتن موبایل

برای آشنایی با انواع آنتن موبایل ، ابتدا می‌بایست که تعریف دقیقی از آنتن ارائه دهیم. آنتن چیست؟ آنتن یک میله یا ظرفی فلزی است که امواج الکترومغناطیسی (غالباً رادیویی و مایکروویو) را جذب کرده و آن‌ها را تبدیل به سیگنال‌های الکتریکی (همانند آنتنِ رادیو و تلویزیون) می‌کند. چنین آنتنی در واقع گیرنده نام دارد. در جهت عکس، آنتنی که سیگنال‌های الکتریکی را به امواج الکترومغناطیسی تبدیل کرده و در محیط منتشر می‌کند، فرستنده نام دارد. آنتن‌های فرستنده و گیرنده، اصلی‌ترین جزء ارتباطات مدرن امروزی هستند.

 

آنتن چگونه کار می‌کند؟

فرض کنید که در یک ایستگاه رادیویی هستید و می‌خواهید صدای خود را به دوردست‌ها بفرستید. میکروفون صدای شما را که موجی مکانیکی است، تبدیل به سیگنال‌های الکتریکی می‌کند. مداری که در آنجا تعبیه شده است، با صرف انرژی، سیگنال‌های الکتریکی را به یک ساختار فلزی خاص، موسوم به آنتن می‌فرستند. در واقع با ایجاد جریان الکتریکی در آنتنِ مذکور، الکترون‌های آن در امتداد آنتن حرکت کرده و همان‌طور که از قوانین پایه فیزیک الکتریسیته و مغناطیس می‌دانیم، بار متحرک تولید میدان‌های الکتریکی و مغناطیسی عمود برهم، یعنی امواج الکترومغناطیسی می‌کند. این امواج در هوا با سرعتی نزدیک به سرعت نور منتشر می‌شوند.

همان‌طور که در مقاله «طیف الکترومغناطیسی — به زبان ساده» دیدیم، امواج رادیویی و مایکروویو به واسطه طول موج خیلی بلندی که دارند، می‌توانند در مسیرهایی طولانی منتشر شوند.

حال اگر شخصی آنتنِ رادیو خود را باز کرده و در جهت فضایی مناسبی باشد، می‌تواند این امواج الکترومغناطیسی که حاوی اطلاعات است (مدوله شده) را دریافت کند. در واقع آنتنِ رادیو در حکم گیرنده است. امواج الکترومغناطیسی به هنگام برخود با آنتنِ رادیو، انرژی خود را به الکترون‌های آنتن داده و در نتیجه الکترون‌های آنتنِ فلزی به نوسان در می‌آیند. می‌توان گفت مطابق با قانون القای فارادی، جریان الکتریکی در آنتن شکل می‌گیرد. این جریان الکتریکی، همان سیگنال‌های الکتریکی ارسال شده توسط آنتن فرستنده هستند که به وسیله بلندگو رادیو، به امواج مکانیکی (صوت) تبدیل می‌شوند.

آنتن‌های فرستنده و گیرنده در اغلب کاربردها طراحی و ساختاری مشابه دارند. به طول مثال آنتنِ فرستنده و گیرنده در دو بیسیم یک شکل و یک اندازه است. با این حال در برخی کاربردهای خاص، آنتنِ فرستنده می‌تواند بسیار بزرگ‌تر و قوی‌تر از آنتنِ گیرنده باشد. به طور مثال در ایستگاه‌های پخش تلویزیونی و رادیویی، آنتن‌های فرستنده دکل‌های بسیار بزرگ با توان ارسالی خیلی زیادی هستند. چرا که باید مسافت خیلی زیادی را پوشش دهند. این در حالی است که آنتنِ گیرنده تلویزیون یا رادیو تنها یک میله فلزی ساده است.

مواج الکترومغناطیسی تنها از طریق هوا، به صورت مستقیم بین فرستنده و گیرنده تبادل نمی‌شوند. بسته به نوع موج الکترومغناطیسی، در واقع فرکانس آن، مقدار مسافت بین فرستنده و گیرنده و زمان ارسال، ۳ روش مختلف برای انتقال امواج الکترومغناطیسی وجود دارد:

اولین حالت، انتقال به صورت مستقیم بوده که به (Line of sight) معروف است. در واقع ارسال موج را می‌توان همانند پرتو نوری یا لیزری که خطی مستقیم را طی می‌کند، در نظر گرفت. در قدیم برای شبکه‌های تلفنی راه دور و ایستگاه‌های ارتباطی میکروویو، از آنتن‌های بسیار بلند، جهت این نوع ارتباط استفاده می‌کردند.
آنتن بلند

امروزه نیز در مخابرات نوری فضای آزاد (free space optical communication) از این نوع روش برای انتقال اطلاعات استفاده می‌کنند.

حالت دوم، انتشار در انحنای زمین بوده که به «انتشار امواج زمین» (Ground wave propagation) معروف هستند. این روش تنها برای امواجی که فرکانس خیلی پایین (طول موج بالا) دارند قابل استفاده است. به طور مثال امواج رادیویی AM (امواجی الکترومغناطیسی که به روش مدولاسیون دامنه، اطلاعات بر آن‌ها سوار شده است) از این طریق منتشر می‌شوند. دلیل اینکه ما می‌توانیم توسط رادیویی که در دید مستقیم آنتن فرستنده نیست، امواج رادیویی را دریافت کنیم، همین امر است.

حالت سوم نیز این است که با ارسال امواج الکترومغناطیسی به سمت آسمان، می‌توان بازتاب آن‌ها را از لایه یونوسفر یا یون‌سپهر در سمت دیگر (مسیرهایی خیلی طولانی) دریافت کرد. یونوسفر لایه‌ای بسیار بالاتر از تروپوسفر که ما در آن زندگی می‌کنیم است. این لایه حاوی چگالی بسیار بالایی از الکترون‌ها بوده که می‌تواند برای امواج رادیویی نظیر یک بازتاب‌دهنده عمل کند.

استفاده از این روش برای ارسال امواج الکترومغناطیسی در طیف رادیویی، در شب بهتر عمل می‌کند، چرا که در روز بخش زیادی از امواج توسط لایه‌های زیرین یونوسفر جذب می‌شود. دقت داشته باشید که طول موج یا فرکانس موج ارسالی، زاویه تابش آنتن فرستنده، روز و شب (از حیث دما و وجود امواج خورشیدی)، موقعیت جغرافیایی و … همه عواملی هستند که در این روش تاثیرات بسزایی دارند.

مشاهده

خرید آنتن امنی موبایل Omni mini Antenna

200,000 تومان

افزودن به سبد خرید

مشاهده

خرید آنتن پنل موبایل Ultra Panel Antenna

600,000 تومان

افزودن به سبد خرید

مشاهده

خرید آنتن قارچی موبایل Celling Antenna

550,000 تومان

افزودن به سبد خرید

مشاهده

خرید آنتن یاگی موبایل Yagi Antenna

500,000 تومان

افزودن به سبد خرید

آیا از انواع آنتن موبایل (هر آنتنی) می توان در همه جا استفاده کرد؟

این بخش را با در نظر گرفتن رادیو که اکثراً با آن آشناییم ادامه می‌دهیم. ساده‌ترین ساختار آنتن، می‌تواند یک قطعه سیم فلزی باشد که آن را به رادیو متصل کرد. امروزه رادیوهای ترانزیستوری جدید، حداقل دو آنتن دارند. یکی از آن‌ها، میله تلسکوپی بلند و براقی است که در خارج بدنه رادیو قرار داشته و برای جمع‌آوری امواج (سیگنال) با مدولاسیون فرکانس (FM) تعبیه شده است. آنتنِ دوم درون بدنه رادیو و معمولاً روی بُرد اصلی به صورت ثابت قرار گرفته است که سیگنال‌های مدولاسیون دامنه (AM) را جمع آوری می‌کند.

سوالی که در اینجا در ذهن اغلب افراد نقش می‌بندد این است که چرا رادیو به دو آنتن نیاز دارد؟ آیا نمی‌شود تمامی امواج را با یک آنتن دریافت کرد؟!

سیگنال‌های موجود در باندهای مختلف طیف رادیویی می‌توانند فرکانس و طول موج متفاوتی داشته باشند. به طور مثال سیگنال‌های AM معمولی دارای فرکانس 1MHz
هستند. این در حالی است که فرکانس سیگنال‌های معمولاً FM در حدود 100MHz است. بنابراین نوسان سیگنال‌های FM حدود 100 برابر سیگنال‌های AM است. می‌دانیم که تمامی امواج الکترومغناطیسی در هوا با تقریب خوبی، با سرعت نور (c=3×108ms) منتشر می‌شوند. پس طبق رابطه λ=cf

، طول موج امواج AM در حدود 100 برابر، از طول موج امواج FM بلند‌تر است.

با این اوصاف، شما به دو آنتن نیاز دارید، چرا که یک آنتن توانایی پوشش رنج وسیعی از فرکانس‌ها را ندارد. در واقع طول موج یا فرکانس امواج ارسالی، اندازه و نوع (ساختار – جنس) آنتن را تعیین می‌کند. به طور کلی اندازه یک آنتن باید تقریباً نیمی از طول موج آنتن باشد که می‌خواهید آن را دریافت کنید. همچنین می‌توان آنتن‌هایی را توسعه داد که به اندازه یک چهارم طول موج (λ4
) یا حتی فشرده‌تر، در حدود (λ10

) باشند که کاربردهای خاص خود را دارند.

با توجه به این نکته، هرچه فرکانس امواج الکترومغناطیسی بیشتر می‌شود، آنتن مربوطه جهت ارسال و دریافت آن‌ها کوچکتر می‌شود. به طور مثال یک آنتن تراهرتز (terahertz antenna) ابعادی در حدود میکرومتر یا حتی نانومتر دارد. در مقام مقایسه یک آنتنی که در طیف رادیویی کار می‌کند، می‌تواند ابعادی در حدود چندین متر نیز داشته باشد.
امواج تراهرتز
شکل (10): طیف تراهرتز در انتهای طیف میکروویو و ابتدای طیف مادون قرمز (فرکانس 0.3THz
تا 3THz
) قرار دارد.

نوع (ساختار – جنس) فلز به کار رفته در آنتن گیرنده (فرستنده) نیز در دریافت (ارسال) امواج الکترومغناطیسی مهم است. به زبان ساده، چگونگی برهمکنش امواج الکترومغناطیسی با ماده تابعی از فرکانس است. در واقع آنتنی که جنس و ساختارش متناسب با باند فرکانسی خاص، انتخاب و طراحی شده باشد، در قبال باند‌های فرکانسی دیگر خنثی است.

آنتن نیم موج (هرتز)

این آنتن از دو میله ی فلزی تشکیل شده است که طول هر دو میله ی فلزی برابر با نصف طول موج است. به عبارتی طول هر کدام از میله ها برابر یک چهارم طول موج می باشد که در این آنتن، امواج از فاصله بین دو میله منتشر می شوند. این آنتن را 2 قطبی یا دایپل نیز می نامند و معمولا در مدارات فرستنده رادیویی برای فرستنده های امواج کوتاه SW به کار می روند. طول موج این امواج بین 10 تا 160 متر می باشد.

توجه داشته باشید که در آنتن نیم موج هر چه می توانید فاصله ی بین دو میله ی فلزی را کوتاه تر انتخاب کنید وگرنه به طول دایپل اضافه می شود. آنتن های نیم موج بایستی ذر ارتفاع بالا و دور از موانع نصب شوند.

آنتن L

در باندهای آماتوری که رادیو آماتورها برروی امواج کوتاه SW و بر روی موج مشخصی کار می کنند، معمولا از آنتن هایی استفاده می شود که فقط برای همان طول موج ساخته شده است. این آنتن ها به شکل L معکوس می باشد. همچنین در محدوده ی امواج SW، آنتنی که برای باند وسیعی از فرکانس ها به کار می رود، به شکل 8 بوده که در ارتفاع 20 متری از سطح زمین نصب می شود.

اگر به طور مثال، فرستنده ای امواج خود را روی فرکانس 100 مگاهرتز پخش نماید (100/000/000هرتز) در این صورت طول موج برابر است با:

مثالی برای محاسبه طول آنتن هرتز

که در این صورت چون طول هر میله 1/4 طول آنتن می باشد، بنابراین طول میله ها ی فوق هر کدام برابر است با:

مثالی برای محاسبه طول میله آنتن هرتز

آنتن مارکونی

هرگاه یکی از دو قسمت آنتن دایپل را که برابر با 4/ʎ می باشد به طور عمود بر زمین در نظر بگیرید، آنتن مارکونی درست خواهد شد. در این آنتن، امواج از انتهای آزاد آنتن در هوا پخش می شوند.

از این آنتن جهت کارهای ساده ی مخابراتی استفاده می شود. در ضمن، چون امپدانس این آنتن کم بوده و تشعشعات آن هم کم می شود، به همین دلیل گاهی با این آنتن، یک سیم پیچ سری نموده و یا یک میله به بالای آن اضافه کرده و آنتن را به شکل L معکوس یا T می سازند.

فرستنده ای امواج خود را بر روی فرکانس 200 مگاهرتز پخش می کند، طول آنتن مارکونی چقدر است؟

آنتن یاگی

هرگاه در آنتن هرتز، یک میله ی دیگر به طول 4/ʎ که (ʎطول موج است)درست شود و دو سر آن به دو سر آنتن هرتز وصل شود، آنتن یاگی درست می شود که فاصله بین دو میله ی بالا و پایین حدود 0/05 طول موج است. این آنتن، عموما درفرکانس های بالا و تلویزیون به کار می رود. مقاومت این آنتن (امپدانس) حدود 300 اهم می باشد. در آنتن یاگی، جهت دریافت بیشتر امواج، تعداد 3 میله و یا بیشتر به نام دایرکتور (هدایت کننده) در کنار آنتن قرار می دهند تا امواج را بیشتر دریافت نموده و به طرف آنتن متمرکز نماید همچنین، در پشت آنتن یاگی، یک میله به نام رفلکتور (منعکس کننده) قرار می دهند تا امواجی را که از آنتن می گذرد، مجددا به طرف آنتن برگرداند.

طول میله رفلکتور برابر با 0/51 طول موج دریافتی می باشد و فاصله آن از آنتن (از دایپل) برابر با 0/15 طول موج می باشد.

طول اولین میله ی دایرکتور 0/46 طول موج و طول دومین میله ی دایرکتور برابر 0/44 طول موج و طول سومین میله برابر 0/42 طول موج می باشد و فاصله ی دایرکتورها از آنتن (از دایپل) و از همدیگر برابر با 0/1 طول موج دریافتی می باشد. در تلویزیون برای دریافت امواج از آنتن یاگی استفاده می شودکه چون شبکه ی 1 روی کانال 11 (فرکانس 216 تا 223 مگا) و شبکه 2 روی کانال 9 (فرکانس 188 تا 195 مگاهرتز) پخش می شود، جهت دریافت امواج بالا، میانگین امواج را حساب کرده و آنتنی جهت آن محاسبه می کنند. برای اینکه محدوده ی وسیعی را شامل شود به تعداد میله های آنتن اضافه می کنند.

به طور مثال، یک آنتن یاگی برای فرکانس 100 مگاهرتز محاسبه نمایید. (100/000/000هرتز) در این صورت طول موج برابر است با:

متر 0/15 = 3 *0/05 = 0/05ʎ = فاصله ی دو میله

متر 1/51 = 3 *0/51 = 0/51ʎ = طول رفلکتور

متر 0/45 = 3 *0/15 0/15ʎ = فاصله ی رفلکتور از دایپل

متر 1/38 = 3 *0/46 = 0/46ʎ = طول دایرکتور اول

متر 1/32 = 3 *0/44 = 0/44ʎ = طول دایرکتور دوم

متر 1/26 = 3 *0/42 = 0/42ʎ = طول دایرکتور سوم

متر 0/3 = 3 *0/1 = 0/1ʎ = فاصله ی دایرکتورها از همدیگر و از دایپل

آنتن بشقابی (میکروویو)

این آنتن به شکل نیم دایره (بشقاب) بوده و محدوده ی وسیعی از امواج فرکانس بالا (امواج با طول موج پایین) را می تواند دریافت کند.

آنتن بشقابی (میکروویو) چیست؟
آنتن تلسکوپی چیست؟

به آنتن میله ای ساده که در اکثر رادیو ضبط ها به کار می رود و دارای امپدانس 52 اهم و طول 75 سانتی متر می باشد، آنتن تلسکوپی می گویند. هرگاه در نقشه ای نوع آنتن مشخص نشده باشد،می توانید از آنتن تلسکوپی استفاده کنید.

آنتن تلسکوپی

هرگاه طنابی راتکان دهید، شروع به ارتعاش می کند، حال اگر طناب را از یک صفحه فلزی عبور دهید و چنانچه درصفحه شکافی به شکل عمودی ایجادکنید، دراین صورت ارتعاش طناب به شکل عمودی (بالابه پایین) می باشد و اگر شکاف افقی باشد، حرکت طناب افقی خواهد بود. حال همین کار رادر موردامواج الکترومغناطیسی هم می توانیم انجام دهیم یعنی باجهت های مختلفی که به آنتن می دهیم، می توانیم امواج رابه صورت افقی یاعمودی منتشر نماییم.

پلاریزاسیون امواج

یعنی باقراردادن آنتن به طور عمود بر زمین، امواج به شکل (الف) پخش شده که پلاریزاسیون عمودی گویند و اگرآنتن رابه طور افقی نسبت به زمین قراردهیم، امواج به شکل (ب) پخش می شود که پلاریزاسیون افقی گویند، معمولا در آنتن ها امواج LW MW ,SW به خاطر اینکه نزدیک زمین قرارمی گیرند از پلاریزاسیون عمودی استفاده می کنند.

آیا می توان چند گیرنده را به یک آنتن وصل نمود؟

معمولا اگر بخواهند چند گیرنده را به یک آنتن وصل کنند، آنتن اصلی را به یک تقویت کننده ی مرکزی داده و از انشعابات آن خط های مجزا می گیرند. زیرا اگر یک آنتن را به طور ساده به چند گیرنده وصل کنیم، در هم تداخل کرده و پارازیت ایجاد می کنند. حداقل بهتر است، آنتن ها را با قرار دادن یک مقاومت 27 اهمی بر سر راه یک سیم آنه ها را از همدیگر ایزوله (جدا ) نمود.

مشاهده

خرید آنتن امنی موبایل Omni mini Antenna

200,000 تومان

افزودن به سبد خرید

مشاهده

خرید آنتن سکتور موبایل Sector Antenna

10,000,000 تومان

افزودن به سبد خرید

مشاهده

خرید آنتن لوگاریتمی موبایل Super Logarithm Antenna

850,000 تومان

افزودن به سبد خرید

مشاهده

خرید آنتن یاگی موبایل Yagi Antenna

500,000 تومان

افزودن به سبد خرید