Fréttir - Kynning og flokkun nokkurra algengra loftneta

1. Inngangur að loftnetum
Loftnet er milliveggur milli tómarúms og sendingarlínu, eins og sýnt er á mynd 1. Sendingarlínan getur verið í formi koaxlínu eða hols rörs (bylgjuleiðara), sem er notuð til að senda rafsegulorku frá upptökum til loftnets, eða frá loftneti til móttakara. Hið fyrra er sendiloftnet og hið síðara er móttökuloftnet.

Mynd 1 Flutningsleið rafsegulorku (uppspretta-flutningslína-loftnetslaust rými)

Sending loftnetskerfisins í sendistillingunni á mynd 1 er táknuð með Thevenin-jafngildinu eins og sýnt er á mynd 2, þar sem uppsprettan er táknuð með hugsjónmerkjagjafa, flutningslínan er táknuð með línu með einkennandi viðnámi Zc og loftnetið er táknað með álagi ZA [ZA = (RL + Rr) + jXA]. Álagsviðnámið RL táknar leiðni- og rafsvörunartap sem tengist loftnetsbyggingunni, en Rr táknar geislunarviðnám loftnetsins og viðnámið XA er notað til að tákna ímyndaða hluta viðnámsins sem tengist geislun loftnetsins. Við kjöraðstæður ætti öll orka sem myndast af merkjagjafanum að flytjast yfir í geislunarviðnámið Rr, sem er notað til að tákna geislunargetu loftnetsins. Hins vegar, í hagnýtum tilgangi, eru leiðara-rafsvörunartap vegna eiginleika flutningslínunnar og loftnetsins, sem og tap af völdum endurspeglunar (misræmis) milli flutningslínunnar og loftnetsins. Með hliðsjón af innri viðnámi uppsprettunnar og án tillits til taps í flutningslínunni og endurspeglunar (misræmis), er hámarksafl veitt loftnetinu með samtengdri jöfnun.

Mynd 2

Vegna ósamræmis milli sendingarlínunnar og loftnetsins leggst endurkastbylgjan frá tengifletinum ofan á innfallandi bylgju frá upptökunni að loftnetinu og myndar standbylgju, sem táknar orkuþéttni og geymslu og er dæmigert ómtæki. Dæmigert standbylgjumynstur er sýnt með punktalínunni á mynd 2. Ef loftnetskerfið er ekki hannað rétt getur sendingarlínan að miklu leyti virkað sem orkugeymsluþáttur frekar en sem bylgjuleiðari og orkuflutningsbúnaður.
Tap af völdum flutningslínu, loftnets og standbylgna er óæskilegt. Hægt er að lágmarka tap í línum með því að velja lágtap í flutningslínum, en hægt er að draga úr tapi í loftnetum með því að minnka tapviðnámið sem RL táknar á mynd 2. Hægt er að draga úr standbylgjum og lágmarka orkugeymslu í línunni með því að samræma viðnám loftnetsins (álag) við einkennandi viðnám línunnar.
Í þráðlausum kerfum, auk þess að taka á móti eða senda orku, eru loftnet venjulega nauðsynleg til að auka geislunarorku í ákveðnar áttir og bæla niður geislunarorku í aðrar áttir. Þess vegna, auk skynjunarbúnaðar, verður einnig að nota loftnet sem stefnuvirk tæki. Loftnet geta verið í ýmsum myndum til að mæta sérstökum þörfum. Það getur verið vír, ljósop, plástur, frumefnissamsetning (fylking), endurskinsmerki, linsa o.s.frv.

Í þráðlausum samskiptakerfum eru loftnet einn mikilvægasti íhluturinn. Góð hönnun loftneta getur dregið úr kerfiskröfum og bætt heildarafköst kerfisins. Klassískt dæmi er sjónvarp, þar sem hægt er að bæta móttöku útsendinga með því að nota öflug loftnet. Loftnet eru fyrir samskiptakerfi það sem augu eru fyrir mönnum.

2. Flokkun loftnets
1. Vírloftnet
Vírloftnet eru ein algengasta gerð loftneta því þau finnast nánast alls staðar - í bílum, byggingum, skipum, flugvélum, geimförum o.s.frv. Það eru til ýmsar gerðir af vírloftnetum, svo sem beinlínuloftnet (tvípólaloftnet), lykkjuloftnet, spíralloftnet, eins og sést á mynd 3. Lykkjuloftnet þurfa ekki aðeins að vera hringlaga. Þau geta verið rétthyrnd, ferkantuð, sporöskjulaga eða með hvaða aðra lögun sem er. Hringlaga loftnetið er algengast vegna einfaldrar uppbyggingar þess.

Mynd 3

2. Ljósopsloftnet
Ljósopsloftnet eru að gegna stærra hlutverki vegna aukinnar eftirspurnar eftir flóknari gerðum loftneta og notkunar á hærri tíðnum. Sumar gerðir ljósopsloftneta (pýramída-, keilulaga og rétthyrndar hornloftnet) eru sýndar á mynd 4. Þessi tegund loftnets er mjög gagnleg fyrir notkun í flugvélum og geimförum þar sem hægt er að festa þau mjög þægilega á ytra byrði flugvélarinnar eða geimfarsins. Að auki er hægt að þekja þau með lagi af rafsvörunarefni til að vernda þau gegn erfiðu umhverfi.

Mynd 4

3. Örstrip loftnet
Örstrip loftnet urðu mjög vinsæl á áttunda áratugnum, aðallega fyrir gervihnattaforrit. Loftnetið samanstendur af rafskautsefni og málmplástri. Málmplásturinn getur verið af mörgum mismunandi gerðum og rétthyrnda plástursloftnetið sem sýnt er á mynd 5 er algengast. Örstrip loftnet eru lágsniðin, henta fyrir bæði slétt og ógróf yfirborð, eru einföld og ódýr í framleiðslu, hafa mikla endingu þegar þau eru fest á stíft yfirborð og eru samhæf MMIC hönnun. Þau er hægt að festa á yfirborð flugvéla, geimfara, gervihnatta, eldflauga, bíla og jafnvel farsíma og hægt er að hanna þau á viðeigandi hátt.

Mynd 5

4. Fylkisloftnet
Geislunareiginleikarnir sem margar notkunarmöguleikar krefjast eru ekki alltaf hægt að ná með einu loftneti. Loftnetsraðir geta myndað geislun frá frumefnunum til að framleiða hámarksgeislun í eina eða fleiri ákveðnar áttir, dæmigert dæmi er sýnt á mynd 6.

Mynd 6

5. Endurskinsloftnet
Árangur geimkönnunar hefur einnig leitt til hraðrar þróunar á loftnetsfræði. Vegna þarfar fyrir fjarskipti yfir mjög langar vegalengdir verður að nota loftnet með mjög miklum ávinningi til að senda og taka á móti merkjum milljónum kílómetra í burtu. Í þessu forriti er algeng loftnetsgerð parabóluloftnet sem sýnt er á mynd 7. Þessi tegund loftnets er 305 metrar í þvermál eða meira og slík stærð er nauðsynleg til að ná þeim mikla ávinningi sem þarf til að senda eða taka á móti merkjum milljónum kílómetra í burtu. Önnur gerð endurskins er hornendurskins, eins og sýnt er á mynd 7 (c).

Mynd 7

6. Linsuloftnet
Linsur eru fyrst og fremst notaðar til að beina dreifðri orku sem kemur inn á braut til að koma í veg fyrir að hún breiðist út í óæskilegar geislunaráttir. Með því að breyta lögun linsunnar á viðeigandi hátt og velja rétt efni geta þær breytt ýmsum gerðum af fráviksorku í flatar bylgjur. Þær er hægt að nota í flestum tilfellum eins og parabólískum endurskinsloftnetum, sérstaklega við hærri tíðni, og stærð og þyngd þeirra verður mjög mikil við lægri tíðni. Linsuloftnet eru flokkuð eftir byggingarefni eða rúmfræðilegri lögun, en sum þeirra eru sýnd á mynd 8.