Turnstile 안테나

Turnstile antenna
136-137 MHz에 대한 axial-mode 터언 스타일 안테나 기상 인공 위성에서 자료를 받고 의지가 교차된 쌍극 안테나 한쌍의 수동적인 교차 쌍극 안테나 반사체로 위에 한쌍으로 구성된 단체다.
높은 이득 축 모드 야기 터언 스타일 배열 사용되는 의사 소통을 하는 날씨 위성들에 136-137 MHz에서 Redu, 벨기에.각각의 배열의 6구성 요소의 두 9-element 야기 안테나는 동일한 축에 직각에서 직각과 연방 요원들이 원형으로 양극화된 라디오 전파의 좁은 빔을 방사하기에 장착 구성되어 있다.

A터언 스타일 안테나 또는crossed-dipole antenna,[1]는 라디오 안테나 두개의 동일한 다이폴 안테나를 세트로 구성된 각 다리를 하고 위상 횡축에 직각을 이루고 나섰다;두 물결은 쌍극 안테나에 적용된다 90도 위상 일탈[2][3]이름은 안테날 때 수평으로 탑재한 회전식 개표구를 닮은 개념을 반영한다.안테나의 두가지 가능한 모드에서 사용될 수 있다.정상 모드에서 안테나를 수평으로 라디오 파들 축에 perpendicular은 편광을 발산한다.축 모드에서 안테나는 축을 따라 원형으로 양극화된 방사선을 발산한다.

특수적인 정상 모드 터언 스타일 안테나superturnstile 또는 배트윙 안테나 텔레비전 방송 안테나로 사용했습니다.이후 이것이 우주에서 위성 안테나의 방향에 민감하지 않는 만큼 원편광 종종 위성 통신에 사용된다 하는 축 모드식 개찰구를 널리 위성 지상 수신소 안테나가 VHF및 UHF대역에서 사용된다.

역사

개찰구 안테나는 1935년 조지[2] 브라운에 의해 발명되었고 1936년 [4]학회에서 기술되었다.특허 역사를 보면 개찰구 안테나의 인기는 [5]수년에 걸쳐 드러난다.

특성.

  • (왼쪽) 최초의 턴스타일 안테나로 1936년 뉴욕주 버팔로 W8XH 스테이션이 41MHz로 방송한 통상 모드 어레이
  • (가운데) 1939년 NBC의 실험적인 46.5MHz TV 방송국 W2XBS를 위해 뉴욕 엠파이어 스테이트 빌딩에 설치된 일반 모드 개찰구(하부 안테나).시가 모양의 요소를 통해 안테나는 TV 전송에 필요한 30MHz의 넓은 대역폭을 확보했습니다.
  • (오른쪽) 슈퍼 턴스타일 또는 배트윙 안테나라고 하는 텔레비전 방송에 사용하는 특수한 일반 모드 턴스타일 안테나

안테나는 일반 모드와 축 [citation needed]모드라는 두 가지 모드로 사용할 수 있습니다.

정상 모드

안테나는 축에 수직인 방향으로 선형 편파 전파를 방사합니다(안테나의 축이 수직인 경우 수평 편파).이것을 통상 모드라고 부릅니다.두 개의 쌍극자 패턴의 중첩인 방사선 패턴은 전방향에 가깝지만 실제로는 "클로버 리프 모양"이며, 요소의 끝에서 4개의 작은 최대값이 떨어져 있습니다.패턴은 전방향에서 ±5%[3]만 벗어납니다.이러한 수평 방향의 방사선은, 복수의 턴스타일 안테나( 「베이」라고 불린다)를 상으로 수직으로 쌓아 올리는 것에 의해서 증가하는 경우가 많다.이는 원하는 수평 방향으로 방사선을 강화함으로써 이득을 증가시키지만 수직 방향으로 방사선의 부분적 상쇄를 유발하여 하늘이나 지구를 향해 방사되는 에너지를 감소시킨다.이 스택형 일반 모드 턴스타일 안테나는 FM 및 TV 방송용 VHF 및 UHF 주파수로 사용됩니다.

브라운이 발명한 최초의 개찰구는 이 모드에서 작동하기 때문에 일반 모드 개찰구는 조지 브라운 개찰구 [3]안테나로 불리기도 합니다.

축 방향 모드

휴대용 군사 위성 통신 단말기를 위한 4개의 축 모드 개찰구 배열

안테나는 소자 평면에 수직인 안테나 축의 끝에서 원편파(CP) 전파를 방사합니다.이를 축 모드라고 합니다.한쪽 끝의 방사선은 직각 원편광이고 다른 한쪽 끝은 좌각 원편광이다.어느 쪽이 피드 접속의 위상에 의해 결정되는 편광을 생성합니까?지향성 안테나에서는 1개의 빔만을 원하기 때문에 단순 축방향 안테나에서는 교차하는 [1]소자의 후방 4분의 1 파장의 금속 스크린 리플렉터 등의 평탄한 도전면을 부가한다.그 방향의 파동은 180° 반사되고 반사는 편광감을 반전시키기 때문에 반사된 파동은 전방 [1]복사를 강화한다.예를 들어 전방으로 방사된 전파가 우회전 편파일 경우 후방으로 방사된 전파는 좌회전 편파됩니다.편광반사기는 편광감각을 반전시켜 반사파가 직각 편광된다.반사체 θ/4를 소자 뒤에 위치시킴으로써 직접파와 반사파가 위상 및 가산된다.반사경을 추가하면 축방향 방사선이 2(3dB) 증가합니다.

축방향 모드의 방사선을 증가시키는 또 다른 일반적인 방법은 각 쌍극자를 Yagi 배열로 교체하는 것입니다.

원편파 안테나에서는 우원편파 안테나는 좌원편파 전파를 수신하는 이득의 손실이 심하기 때문에 송수신 안테나의 편파 방향을 동일하게 하는 것이 중요하다.

위성통신에는 [citation needed]원형편광(circle polarization)이 사용되기 때문에 축방향 모드 개찰기 안테나는 위성 및 비산물 [6]안테나에 자주 사용됩니다.이는 원편파에서는 안테나 요소의 상대적 방향이 이득에 영향을 미치지 않기 때문입니다.

그 안테나를 먹이시다

안테나가 작동하려면 두 개의 다이폴에 위상 직교에서 동일한 크기의 전류를 공급해야 합니다. 즉, 사인파의 위상이 90°[3] 떨어져 있어야 합니다.이 작업은 피드라인 기술을 사용하거나 [3]쌍극자와 직렬로 리액턴스를 추가하여 수행됩니다.

Quadrature 사료

턴스타일 안테나에서 2개의 다이폴을 공급하는 일반적인 방법은 전송 라인에서 RF 신호를 양방향 스플리터로 2개의 등신호로 분할한 후 추가로 90도 지연시키는 것입니다.각 위상은 쌍극자 [3]중 하나에 적용됩니다.

쌍극자 치수 수정

다이폴의 길이와 형상을 변경함으로써 단일 공급점에 제시되는 복합단자 임피던스는 각 [3][6]다이폴에서 순수한 저항을 달성하고 직교전류를 산출할 수 있다.안테나 소자의 물리 치수를 변경하여 직교 전류를 생성하는 이 방법을 턴스타일 [1]피드라고 합니다.

적용들

스택형 어레이

브라운의 원래 특허는 [3][2]라디오 방송용 고이득 수평 편파 전방향 안테나를 만들기 위해 여러 개의 턴스타일 안테나를 수직으로 쌓는 것이다.이것들은 1930년대에 최초의 FM 방송 안테나에 사용되었다.그러나 대부분의 최신 FM 방송 안테나는 원형 편파를 사용하기 때문에 신호 강도는 수신기의 안테나 방향에 따라 달라지지 않습니다.

배트윙 또는 슈퍼턴스타일 배열

주요 기사 : 배트윙 안테나

이후 혁신은 [7]안테나의 대역폭을 늘리기 위해 다이폴 요소의 형태를 단순한 막대 모양에서 더 넓은 모양으로 변경하는 것을 포함했습니다.초기 TV 방송 안테나는 위의 1939 RCA 엠파이어 스테이트 빌딩 안테나 이미지에 표시된 "시거 모양" 요소를 사용했습니다.오늘날 일반적인 모양은 배트윙 또는 슈퍼턴스타일 안테나로, VHF 또는 UHF[8] 대역의 텔레비전 방송에 사용됩니다. 각 요소의 배트윙 모양은 넓은 임피던스 [1]대역폭을 가진 안테나를 생성합니다.최대 8개의 배트윙 안테나를 수직으로 적층하여 위상에 맞게 공급하여 TV [3][1]방송용 고이득 전방위 안테나를 만듭니다.6MHz TV 채널 대역폭이 주파수의 [1]약 10%였기 때문에 낮은 VHF 아날로그 TV 브로드캐스트 대역에서는 넓은 대역폭이 필요했습니다.

우주선 안테나

원형 편광은 안테나의 상대적인 방향에 민감하지 않고 우주선의 안테나는 지상 안테나에 대해 어떤 방향도 가질 수 있기 때문에 우주선(위성 및 미사일) 통신에 원형 편광을 사용했다.지상국에는 고이득 야기 회전식 안테나가 많이 사용되었습니다.

미국의 나이키 미사일 프로그램은 원격 측정을 위해 축상 모드를 사용하고 직교 [6]전류를 강제하기 위해 수정된 쌍극자 기술을 사용했다.

외부 링크

참고 문헌

  • John Daniel Kraus (1988). Antennas (Subsequent ed.). McGraw-Hill College. p. 892. ISBN 978-0-070-35422-7. $16-7: 턴스타일 안테나, 페이지 726-729.

레퍼런스

  1. ^ a b c d e f g Milligan, Thomas (2005). "5 - Dipoles, Slots and Loops". Modern Antenna Design (2nd ed.). Hoboken, New Jersey: John Wiley & Sons, Inc. pp. 231–237. ISBN 978-0-471-45776-3.
  2. ^ a b c Brown, George. "US Patent 2086976". Antenna system. Retrieved 14 January 2014. 출원: 1935년 9월 20일, 인정:1937년 7월 13일
  3. ^ a b c d e f g h i Kraus, John (1988). "16: Antennas for Special Applications: Feeding Applications". Antennas (2nd ed.). McGraw-Hill, Inc. pp. 726–729. ISBN 0-07-035422-7.
  4. ^ Brown, George (April 1936). "The Turnstile Antenna". Electronics.
  5. ^ "Patents about Turnstile Antennas".
  6. ^ a b c Martin, John (1952). "[Missile] Antenna". Retrieved 15 January 2014.
  7. ^ Masters, Robert (1945). "[Batwing] Antenna". Retrieved 15 January 2014.
  8. ^ Whitaker, Jerry (1996). "Antennas for Specific Applications". In Jerry Whitaker (ed.). The Electronics Handbook. CRC Press, Inc. p. 1341. ISBN 0-8493-8345-5. The turnstile is the earliest and most popular resonant antenna for VHF broadcasting.