Ang mga wideband system ay ang pinakamahusay na solusyon sa iba't ibang Electromagnetic application tulad ng mga multi-standard na high-resolution na radar, signal detector at komunikasyon. Para sa mga wideband system, ang isang bow-tie antenna ay natukoy bilang pinakamahusay na solusyon para sa mga system dahil sa wideband input impedance at simpleng planar na hugis nito. Itinuturing din itong wideband high-gain antenna system kapag naiugnay ang mga ito sa artipisyal na magnetic mga konduktor . Sa kasalukuyan, ang mga ito mga antenna ay ginagamit sa wideband arrays at beam-steerable. Ngunit, ang bow-tie geometry ay dapat piliin nang maingat kung ang isang kinakailangang pakinabang ay kailangang mapanatili sa isang partikular na direksyon sa buong saklaw ng dalas ng interes. Kahit na, ang pagpili na ito ay madalas na may problema, dahil ang iba't ibang uri ng bow-tie ay madalas na gumagamit ng iba't ibang mga parameter tulad ng haba ng mga radiator, reference impedance, flare angle, mga setup ng pagsukat at materyales. Kaya tinatalakay ng artikulong ito ang isang pangkalahatang-ideya ng a Bow Tie antenna – nagtatrabaho sa mga aplikasyon.
Ano ang Bow Tie Antenna?
Ang antenna na nakaayos sa isang bowtie configuration na may dalawang triangular stiff wire na piraso o dalawang triangular flat metal plate sa pamamagitan ng feed point sa espasyo sa pagitan ng mga tuktok ng triangles ay kilala bilang bow-tie antenna. Ito ay isang karaniwang uri ng antenna na may dalawang-dimensional na disenyong biconical. Ang mga antenna na ito ay madalas na ginagamit para sa short-range na UHF TV reception at gayundin para sa mga GPR application dahil mayroon silang isang set ng mahigpit na performance ng antenna tulad ng ultra-wideband performance, mababang frequency ng operasyon, hindi bababa sa pag-ring, pagpaplano, magaan at compact.
Mayroong iba't ibang uri ng bow tie antennae tulad ng Bowtie slot, wideband printed, slotted bowtie patch, bowtie microstrip fed, CPW fed curved bowtie slot, at double-sided triangular.
Paano Gumagana ang Isang Bow Tie Antenna?
Gumagana ang bow tie antenna sa pamamagitan ng paggamit ng mga triangular na elemento sa halip na mga straight rod tulad ng mga elemento ng antenna. Sa antenna na ito, ang mga triangular na elemento ay nakakabit sa labas sa dalawang gilid upang makagawa ng bow tie. Ang dalawang elemento ng antenna na ito ay halos magkadikit sa gitna. Minsan, ang antenna na ito ay kilala bilang isang butterfly antenna dahil ito ay parang butterfly. Ang mga elemento ng bow tie ay naglalaman ng isang metal bar na nakakandado sa antenna, pagkatapos ay kilala ito bilang antenna ng whisker ng pusa. Ang ganitong uri ng antenna ay maaaring magmukhang mga log periodic antenna, bagama't hindi sila itinuturing na mga LP antenna.
Ang frequency range ng bow antenna ay higit sa lahat ay nakasalalay sa triangular o rounded bow tie type. Ang frequency ng triangle bow-tie ay mula 2.4 hanggang 6.0 GHz samantalang ang rounded bow-tie frequency ay mula 2.4 hanggang 6.5 GHz. Ginagamit ang bow tie antenna sa mga hanay ng HFR at UFR. Ang mga elemento ng metal sa antenna na ito ay mga resonant na elemento na lumilikha ng electric field sa pagitan nila. Kapag ang isang electromagnetic wave ay dumaan sa isang electric field at isang kasalukuyang nabubuo na maaaring ipakain sa isang radio receiver o ipadala mula sa isang radio transmitter.
Kapag ang isang radio receiver ay nakatanggap ng kasalukuyang ito ay pinalalakas at pinoproseso upang maunawaan ang impormasyong naka-encode sa mga electromagnetic wave. Samantalang sa isang transmitter ang kabaligtaran ay nangyayari kung saan ang isang radio transmitter ay bumubuo ng isang de-koryenteng signal na ibinibigay sa bow-tie antenna. Ang electrical signal ay nagpapasigla sa electrical field sa pagitan ng mga metal na braso na naglalabas ng mga electromagnetic wave sa hangin.
Bow Tie Antenna Calculator
Ang mga sumusunod na formula ay ginagamit upang kalkulahin ang mga output kung alam natin ang dalas tulad ng wavelength, bandwidth, lapad, distansya, at taas.
Alam natin na ang ‘λ’ = c/f
Kung saan ang 'λ' ay ang wavelength.
Ang 'c' ay ang bilis ng pagpapalaganap sa loob ng hangin.
Ang 'f' ay dalas ng carrier sa loob ng MHz.
Haba ng daluyong
Ang dalas ng pagpapatakbo ay 2400MHz. Ito ang dalas ng electromagnetic wave na ipinadala at natanggap ng antenna.
Ang haba ng daluyong ay kinakalkula bilang λ’ = c/f.
Alam natin na ang ‘c’ = 3×10^8m/sec na siyang bilis ng liwanag.
Palitan ang mga halagang ito sa wavelength equation sa itaas.
λ' = c/f => 3×10^8/2400 = > 125 mm.
Bandwidth
Upang kalkulahin ang bandwidth, ang formula B = 0.33xf => 0.33 x 2400 = 792 MHz.
Lapad
Upang kalkulahin ang lapad, Ang formula ay w = 0.375 x λ x 1000mm
W = 0.375 x 125 x 1000mm => 46.875 mm.
Distansya
Upang kalkulahin ang distansya, mayroon kaming isang formula tulad ng D = 0.02066 x λ.
D = 0.02066 x 125 => 2.5825 mm.
taas
Upang kalkulahin ang taas, mayroon kaming isang formula tulad ng H= 0.25 x λ.
H= 0.25 x 125 => 31.25 mm.
Pattern ng Radiation ng Antenna ng Bow Tie
Sa disenyo ng antenna, ang pattern ng radiation ay ang angular na pag-asa ng lakas ng mga radio wave mula sa antenna. Kaya, ito ay ang paglihis ng radiated na kapangyarihan sa pamamagitan ng isang antenna bilang direksyon ng function na malayo sa antena. Ipapakita ng Radiation Pattern ng Antenna ang radiated energy distribution ng antenna sa loob ng espasyo.
Ang terminong Radiation ay ginagamit upang ipahiwatig ang paglabas o pagtugon ng alon sa antenna upang tukuyin ang lakas nito. Maaari itong i-plot nang graphic bilang isang angular na posisyon at radial distance function mula sa antenna. Kaya, ito ay mga diagrammatical na representasyon ng radiated na pamamahagi ng enerhiya sa espasyo tulad ng isang function ng direksyon. Ang radiation pattern ng antenna na ito ay katulad ng dipole antenna. Ang polarization ng antenna ng bow tie ay patayo at makakakuha ito ng mga signal sa direksyon ng isang kono o ang mga pakpak ng butterfly ay nakatutok.
Mga katangian
Ang mga katangian ng bowtie antenna ay tinalakay sa ibaba.
- Gumagamit ang antenna na ito ng mga triangular na elemento tulad ng mga elemento ng antenna.
- Ang ganitong uri ng antenna ay may vertical polarization kaya makakatanggap ito ng mga signal sa daan ng mga pakpak o kono.
- Ang mga antenna na ito ay hinuhubog sa pamamagitan ng nakatiklop na conductive wire.
- Ang antenna na ito ay may mas mahusay na bandwidth kumpara sa isang thin-wire dipole antenna.
- Ang mga uri ng antenna na ito ay may mga electrodes sa iba't ibang anyo tulad ng isang Sharp BT, isang Asymmetric BT, isang Broad BT, isang Doubled BT at isang Blunted BT.
Mga kalamangan
Ang mga bentahe ng bow tie antenna ay kinabibilangan ng mga sumusunod.
- Ang mga bow tie antenna ay magaan.
- Ang disenyo at katha ay madali.
- Mas mahusay na balanse sa loob ng radiation.
- Mayroon itong planar na istraktura at compact size.
- Ang bandwidth ng antenna na ito ay mapapahusay gamit ang mga triangular na elemento sa itaas ng mga tuwid.
- Ang mga antenna na ito ay madalas na nakakakuha ng mga signal mula sa isang 60-degree na anggulo.
- Ang disenyo nito ay napakalakas.
- Ang mga ito ay hindi mahal.
- Ang mesh reflector sa loob ng antenna na ito ay napakahusay kumpara sa mga yagi antenna.
Ang mga disadvantages ng bow tie antenna ay kinabibilangan ng mga sumusunod.
- Ang mga antenna na ito ay may mahinang kahusayan sa pagpapadala sa mababang dulo ng kanilang frequency range.
- Ang mga antenna na ito ay may mga pagmuni-muni sa pagtatapos ng apoy, mga katangian ng pagpapakalat, limitadong bandwidth, mahinang pakinabang, at kahusayan.
Mga aplikasyon
Ang mga aplikasyon ng bow tie antennae isama ang mga sumusunod.
- Sa kasalukuyan, ginagamit pa rin ang mga antenna na ito sa maraming application tulad ng 5G, multiband WLAN/ LTE/ WiMAX, IR polarimetry, short-range radar, at ground-penetrating.
- Ginagamit ang bow tie antenna sa lahat ng UWB application gaya ng ground penetrating radar, Wi-Fi, wireless at microwave imaging-based na application.
- Ang mga antenna na ito ay malawakang ginagamit para sa mga aplikasyon ng GPR
- Ang mga ito ay madalas na ginagamit para sa short-range UHF TV reception.
- Ang mga application ng bowtie antenna ay kapareho ng dipole antennae maliban sa mas malawak na bandwidth.
- Ang antenna na ito ay karaniwang ginagamit sa mga wireless na aplikasyon ng komunikasyon tulad ng mga satellite antenna, base station ng mga cell phone, atbp.
- Ang antenna na ito ay isa ring perpektong pagpipilian kung saan kinakailangan ang medium-range hanggang long-range transmission at reception.
Kaya, ito ay isang pangkalahatang-ideya ng isang Bowtie antenna – gumagana kasama ang mga aplikasyon. Ang antenna na ito ay itinuturing na isang two-dimensional na bersyon na biconical antenna na mayroong maraming elemento na lumalabas sa loob ng 360-degree na pattern sa dalawang direksyon. Narito ang isang katanungan para sa iyo, ano ang isang hanay ng antena ?
