Kontrol arah atau jalur gelombang RF

Saya memiliki modul rf yang mentransmisikan dari antena. Seperti yang Anda lihat pada Gambar 1, saya memiliki tiang radio yang mengirimkan gelombang ke segala arah. Saya tidak menginginkan ini. Rencana saya untuk mengendalikan arah gelombang adalah Gambar 2.

Bagaimana cara mengontrol arah gelombang RF?

Antena terarah umumnya menggunakan salah satu dari dua prinsip: Refleksi atau pentahapan.

Refleksi bekerja seperti halnya dengan cermin optik, kecuali bahwa panjang gelombangnya jauh lebih lama dan oleh karena itu konstruksi sesuatu yang memantulkan mungkin tampak tidak intuitif. Sebagian besar antena dengan gain tinggi di dunia adalah antena parabola, yang memfokuskan daya pada sinar yang relatif sempit. Misalnya, telekop radio besar seperti itu. Antena TV UHF atap biasa juga biasanya bekerja berdasarkan prinsip ini.

Pentahapan berarti banyak elemen dengan jarak yang hati-hati dan diberi makan dengan pergeseran fase spesifik dari pembawa di antara mereka. Jika diatur dengan benar, semua elemen menambahkan gelombang ke satu arah, tetapi membatalkan satu sama lain dengan arah lainnya.

Sebagai contoh, perhatikan dua antena vertikal yang masing-masing memancar secara merata di semua arah horisontal. Antena ini, saya akan menyebutnya A dan B, berjarak 1/4 panjang gelombang terpisah. B diumpankan dengan sinyal yang tertinggal A dengan panjang gelombang 1/4. Sinyal yang dipancarkan oleh A ke arah B akan berada dalam fase dengan B pada saat ia sampai di sana. Sinyal dari dua antena kemudian akan menambahkan arah dari A ke B. Namun, sinyal yang dipancarkan oleh B dalam arah A akan menemukan A 180 ° keluar dari fase, sehingga dua sinyal dibatalkan. Ini adalah sistem sederhana yang memiliki gain 3 dB dalam arah A ke B dibandingkan dengan salah satu antena dengan sendirinya.

Array bertahap dapat berisi lebih dari dua emitor bertahap. Lebih banyak emisi memungkinkan kontrol yang lebih ketat atas bentuk balok. Radar Aegis adalah contoh yang baik dari teknik ini yang diambil lebih jauh. Banyaknya emiten individu yang bekerja bersama membentuk balok sempit, yang cukup sempit untuk fokus pada satu pesawat. Satu keuntungan dari sistem ini adalah bahwa arah dapat dikemudikan oleh elektronik dengan sangat cepat, jauh lebih cepat daripada antena pemantul dapat diarahkan secara mekanis.

• "Keuntungan" ketika diterapkan pada antena tidak berarti antena dapat memancarkan lebih banyak daya RF daripada yang diterimanya secara elektrik. Idealnya, antena memancarkan semua daya listrik yang mereka terima. Perbedaannya adalah seberapa terkonsentrasi di beberapa arah. Keuntungan adalah seberapa banyak antena dapat memusatkan daya ke arah optimal relatif terhadap emitor standar. Ada dua referensi yang biasa digunakan untuk penguatan 0 dB, radiator isotropik dan dipol. Dipol memiliki pola radiasi berbentuk donat, sehingga memiliki gain sepanjang bidangnya relatif terhadap radiator isotropik. Kedua referensi umumnya digunakan, jadi jika tidak dinyatakan, pernyataannya ambigu atau tersirat oleh konteks lain.

Ada sejumlah desain yang berbeda untuk antena directional , dan mana yang paling berguna bagi Anda tergantung pada frekuensi RF tertentu Anda akan beroperasi dan berapa banyak directionality yang Anda inginkan. Yagi-Uda sederhana dengan desain generik yang ditunjukkan di bawah ini mungkin merupakan antena terarah yang paling mudah dibuat sendiri. Antena ini menggunakan antena dipol tunggal dengan satu (atau mungkin lebih) elemen 'pengarah' pasif di depannya dan satu (atau mungkin lebih) elemen 'reflektor' yang sedikit lebih besar di belakang.

Semua antena directional ini beroperasi berdasarkan prinsip susunan bertahap antena yang lebih kecil. Dalam array bertahap setiap antena dapat dianggap sebagai sumber dipol individu. Directionality terjadi karena dipol individu ini mengganggu secara konstruktif ke arah propagasi dan secara destruktif ke arah lain.