Nilalaman
- Ano ang Antenna ng UWB?
- Mga Paggamit ng Mga Antenna na Ito
- Mga Hamon sa Engineering na Iniugnay sa UWB
- Mga uri ng UWB Antenna
- Dipole
- Vivaldi
- Panahon ng Pag-log
- Scimitar
- Fractal
- Planar Disk
Si Tamara Wilhite ay isang teknikal na manunulat, industrial engineer, ina ng dalawa, at nai-publish na may-akda ng sci-fi at horror.
Ano ang Antenna ng UWB?
Ang UWB ay nangangahulugang mga frequency ng ultra wideband o ultrawideband. Itinabi ng FCC ang mga frequency na 3.1 GHz hanggang 10.7 GHz para sa paggamit ng ultra wideband (UWB) sa Estados Unidos. Ang mga frequency na higit sa 10.7 GHz ay halos satellite TV at military radar. Ang isang antena ng UWB ay isa na tumatanggap ng mga frequency na ito.
Mga Paggamit ng Mga Antenna na Ito
Ang mga sumusunod ay ilang mga karaniwang at hindi karaniwang paggamit ng mga antena ng UWB sa paglipas ng panahon:
- Ang saklaw ng UWB ay ginagamit para sa mga simpleng signal ng FM kapag ang signal ay kumalat sa 500 MHz. Ang signal ay kumakalat nang manipis sa saklaw na iyon na walang gaanong pagkagambala na nilikha nito. Gayunpaman, ito ay isang bihirang paggamit ng UWB.
- Ang Orthogonal Frequency Division Multiplexing o OFDM ay isa pang paggamit ng UWB. Hinahayaan ka nitong magpatakbo ng libu-libong mga signal sa mga rate ng data na higit sa 250 megabits bawat segundo. Ang pag-demodulate ng mga signal ay masinsala sa computationally. Ngunit sa pamamagitan ng pagpapadala ng mga signal sa kabuuan ng hindi bababa sa 500 MHz, mayroong maliit na pagkagambala sa bawat isa sa mga signal na ito. Ang malawak na signal na ito ay mahalaga para sa mas mababang bandang UWB upang ang mga antena ng UWB ay hindi makagambala sa GPS at mga komunikasyon sa satellite gamit ang spectrum sa ibaba 6 GHz.
- Impulse o Pulse Position Modulation ay ang orihinal na uri ng modulation ng signal para sa Vivaldi antennas. Ang mabilis na signal ng pag-pulso ay nabuo ng isang oscillator, na gumagawa ng maraming mga sine alon na nakasentro sa dalas na tulad ng 6 GHz. Ang teknolohiyang ito ay malapit sa mga squelching oscillator na ginamit sa mga super-regenerative circuit mula pa noong unang bahagi ng 1900.
- Ang ilan sa mga maagang paggamit ng UWB antennas ay ang UHF TV, mga cell phone at GPS. Ang GPS ay lumipat ng napakalawak na mga antena ng banda nang maaga dahil nakagambala ito sa mga sistema ng nabigasyon na inirekomenda ng FAA. Ang mga application ng pangongolekta ng data ng sensor at lokasyon ay ginagamit minsan ang saklaw ng dalas ng UWB ngayon.
Mga Hamon sa Engineering na Iniugnay sa UWB
Mayroong dalawang mga hamon sa engineering kasama ang mga ultrawide band antennas.
- Ang unang problema ay bandwidth. Ang antena ay kailangang gumana sa maraming gigahertz ng bandwidth.
- Ang pangalawang problema ay ang Q, ang bandwidth ng antena na may kaugnayan sa dalas ng gitna ng bandwidth.
Ang mga resonant antena ay karaniwang mataas na Q. Para sa mga antena ng UWB Vivaldi, tumatagal ng isang bahagi ng isang segundo para ma-stabilize ang antenn impedance. Hindi mahalaga kung nagpapadala ka ng mga amateur signal ng radyo, ngunit nakakaapekto ito sa signal kapag ginamit ang UWB antena para sa isang mataas na bilis ng network ng data o system ng radar ng mataas na resolusyon. Ang maliit na bahagi ng isang segundo na kinakailangan upang magpainit sa buong impedance ay nangangahulugang ang transmitter at antena impedance ay ibang-iba para sa mga maikling signal kaysa sa isang CW signal.
Ang uri ng mabilis na modulate signal na ito ay nangangailangan din ng boltahe upang makabuo, na nakakaantala ng pagpapadala ng signal. Parehong pinahaba at naantala ng data ang madalas na ipinapadala sa mga application kung saan mahalaga ang oras ng pagtugon.
Mga uri ng UWB Antenna
Nasa ibaba ang ilang maikling talakayan ng ilang uri ng antena.
Dipole
Ang pinakasimpleng antena ay isang dipole antena. Habang tumatagal ang mga elemento sa antena, tumataas ang pakinabang.
Vivaldi
Ang pinakakaraniwang mga antennas na ultra wideband (UWB) ay mga Vivaldi antennas. Ang mga Vivaldi antennas ay tinatawag ding exponential antennas. Ayon sa Wikipedia, ang isang Vivaldi antena ay isang coplanar (dalawang panig) broadband na antena na ginawa mula sa isang dielectric plate na metalado sa magkabilang panig. Ang isang Vivaldi antena ay katulad ng isang antena ng linya ng paghahatid, na nagbibigay ng napakalawak na bandwidth at katamtamang kita, ngunit napakababa ng kasalukuyang nagpapalipat-lipat.
Ang isang karaniwang paraan ng paggawa ng Vivaldi antennas ay ang paggamit ng mga naka-print na circuit board, na nagbibigay sa kanila ng mababang gastos bawat yunit. Ang Vivaldi antennas ay maaaring magamit para sa isang malawak na hanay ng mga frequency ngunit madalas na ginagamit bilang UWB antennas. Isa sa mga pakinabang ng paggamit ng Vivaldis bilang UWB antennas ay ang pagbabalanse ng input impedance sa output impedance (impedance match) upang ma-maximize ang power transfer o i-minimize ang pagsasalamin ng signal.
Panahon ng Pag-log
Ang mga log periodic antennas ay binubuo ng isang hanay ng mga dipoles. Ang disenyo na ito ay sanhi ng pag-iingay ng signal, at mag-uunat ito ng isang matalim na pulso. Mayroong mas maliit na log periodic antennas na sumasakop sa saklaw ng dalas ng UWB, tulad ng 2 hanggang 11 GHz log periodic antena.
Scimitar
Ang scimitar antena ay isang talon na hugis talon na kahawig ng isang scimitar sword, na may panloob at panlabas na mga curve na may iba't ibang radius. Ang mga Scimitar antennas ay mayroong panloob na radius na nagtatakda ng mataas na halaga ng dalas ng antena at isang panlabas na radius na nagtatakda ng mababang saklaw ng dalas. Ang isang scimitar antena na may 400-1500 MHz bandwidth ay magkakaroon ng natural input impedance na humigit-kumulang 20 ohms.
Fractal
Ang mga fractal antennas ay gumagamit ng isang pattern na fraktal o katulad na pattern upang ma-maximize ang haba o perimeter ng antena na maaaring magpadala o makatanggap ng isang senyas. Ang pinaka-karaniwang uri ng UWB fraktal antennas ay gumagamit ng isang tatsulok na pattern ng bali. Mayroong isang napakalaking halaga ng hype tungkol sa mga fractal antennas. Na alam ko, walang produktong komersyal na aktwal na gumagamit ng isa sa isang malaking sukat, na nagsasabi ng marami tungkol sa kung gaano kahusay ang pagtatrabaho nila sa totoong mundo.
Planar Disk
Ang 2–26 GHz planar disk antena na ipinapakita sa ibaba at iba pang mga planar disk antena ay sumasaklaw din sa saklaw ng dalas ng ultra wideband.
Ang artikulong ito ay tumpak at totoo sa abot ng kaalaman ng may-akda. Ang nilalaman ay para lamang sa mga layuning pang-impormasyon o aliwan at hindi kapalit ng pansariling payo o payo sa propesyonal sa mga usapin sa negosyo, pampinansyal, ligal, o panteknikal.
