Antena adalah perangkat transmisi logam yang mentransmisikan dan menerima gelombang elektromagnetik radio di antara sirkuit listrik & ruang. Perangkat ini tersedia dalam berbagai ukuran dan bentuk di mana antena kecil dapat ditemukan di atap Anda digunakan untuk menonton TV dan antena besar digunakan untuk menangkap sinyal jutaan mil jauhnya dari satelit. Ada berbagai jenis antena tersedia di mana setiap antena terutama dirancang untuk mengirim & menerima sinyal dalam rentang frekuensi tertentu berdasarkan bentuk & ukurannya seperti kabel, dipol, loop, dipol pendek, bukaan, monopole, lensa, slot, klakson, dll. Artikel ini membahas gambaran umum tentang salah satu jenis antena yaitu – antena lensa , dan berfungsi dengan aplikasi.
Apa itu Antena Lensa?
Perangkat elektromagnetik tiga dimensi yang digunakan terutama untuk aplikasi frekuensi tinggi dikenal sebagai antena lensa. Antena ini termasuk lensa elektromagnetik dengan umpan dan mirip dengan lensa kaca yang digunakan dalam domain optik. Antena ini menggunakan permukaan melengkung untuk transmisi & penerimaan. Antena ini dibuat dengan kaca, di mana sifat lensa konvergen dan divergen diikuti. Rentang frekuensi antena lensa berkisar dari 1000 MHz hingga 3000 MHz.
Itu fungsi antena lensa adalah untuk menghasilkan muka gelombang bidang dari bola, mengontrol iluminasi bukaan, mengkolimatkan sinar elektromagnetik, membentuk bagian depan gelombang masuk pada fokusnya dan menghasilkan karakteristik terarah.
Desain Antena Lensa
Antena lensa terutama dirancang untuk mengirim dan menerima sinyal dalam rentang frekuensi gelombang mikro. Jika kita menganggap lensa optik tipe konvergen hadir pada posisi tertentu & sumber energi hadir pada titik fokus yang menghasilkan energi pada jarak panjang fokus sepanjang sumbu lensa optik dalam mode transmisi.
Kita semua harus menyadari bahwa dari sudut pandang optik ketika cahaya jatuh di bagian luar lensa maka akan terpelintir karena pembiasan. Di sini, cara memuntir energi cahaya terutama bergantung pada bahan & kurva dari mana lensa dibuat.
Akibatnya, setiap kali antena umpan seperti antena dipol atau tanduk hadir di titik fokus yang tersedia di sebelah kiri lensa, muka gelombang bola yang muncul dari sumber yang menyimpang dari alam dapat terjadi dari permukaan antena.
Jadi, sekali sinar mengalir melaluinya setelah kejadian, sinar yang menyimpang akan berkolimasi karena pembiasan & diubah menjadi muka gelombang datar. Dengan demikian, sinar paralel dicapai di sisi kanan lensa optik. Seperti ini, sinyal antena dengan elemen umpan ditransmisikan. Demikian pula, jika antena ini dibuat dengan bahan dielektrik, maka sinyal elektromagnetik RF dikolimasikan dengan cara yang sama & selanjutnya ditransmisikan.
Sekarang pertimbangkan antena berikut dalam mode penerima. Dalam mode ini, sinar sejajar akan datang pada permukaan lensa yang konvergen, pada titik fokus di sisi kiri lensa akan menyatu karena mekanisme pembiasan. Jadi, proses ini digunakan setelah digunakan untuk mode penerimaan.
Di sini, perlu dicatat bahwa untuk mendapatkan sifat pemfokusan yang lebih baik pada frekuensi radio, medium harus memiliki indeks bias di bawah satu. Jadi ini mengarah pada pemberian muka gelombang lurus bahkan ketika indeks bias material rendah/tinggi.
Lensa Antena Bekerja
Antena lensa bekerja sama dengan lensa optik. Dalam bahan lensa, sinyal gelombang mikro memiliki kecepatan fasa yang berbeda daripada di udara, sehingga ketebalan lensa yang berubah hanya menunda transmisi sinyal gelombang mikro melaluinya dalam jumlah yang berbeda, arah gelombang & mengubah bentuk muka gelombang.
Antena ini menggunakan sifat konvergensi & divergensi lensa untuk mengirim serta menerima sinyal. Jenis antena ini termasuk antena dipol/tanduk dengan lensa. Di sini, ukuran lensa terutama bergantung pada frekuensi operasi, jadi ketika frekuensi operasi lebih tinggi, ukuran lensa lebih kecil. Jadi pada frekuensi tinggi, antena ini digunakan karena, pada frekuensi yang lebih rendah, antena ini agak besar.
Di sebuah refleksi parabola r, kita telah melihat bahwa energi yang dipancarkan dari elemen umpan pada fokus reflektor mencapai permukaannya kemudian mengubah gelombang mikro yang dipancarkan secara bola menjadi gelombang bidang. Jadi itu meningkatkan directivity.
Dengan cara yang sama dalam kasus antena lensa, sumber titik berfungsi seperti umpan yang menghasilkan energi gelombang mikro ke permukaan lensa optik. Jadi permukaan optik ini menggerakkan muka gelombang sferis terpancar untuk berubah menjadi terkolimasi.
Di sini, perlu dicatat bahwa lensa collimating dibuat dengan bahan dielektrik yang memiliki nilai konstanta dielektrik yang terbatas. Namun, ini juga dapat dibuat dengan bahan yang menunjukkan indeks bias di bawah kesatuan pada RF.
Jenis Antena Lensa
Ada dua jenis antena lensa tunda antena lensa dan antena lensa cepat yang dibahas di bawah ini.
Antena Lensa Penunda
Lensa tunda atau antena lensa gelombang lambat dapat didefinisikan sebagai antena yang menyebabkan perlambatan di bagian depan gelombang perjalanan karena media lensa. Terkadang antena jenis ini juga disebut lensa dielektrik. Representasi aksi lensa dielektrik antena ditunjukkan di bawah ini.
Pada antena jenis ini, gelombang radio bergerak sangat lambat di media lensa dibandingkan di ruang bebas, indeks biasnya lebih besar dari satu. Dengan demikian, panjang jalur bertambah dengan melewati media lensa.
Ini sama dengan aksi lensa optik biasa pada cahaya. Karena bagian lensa yang padat meningkatkan panjang lintasan, lensa konvergen seperti lensa cembung memfokuskan gelombang radio & lensa divergen seperti lensa cekung menyebarkan gelombang radio seperti pada lensa biasa. Lensa ini dibuat dengan bahan dielektrik & struktur pelat bidang-H.
Antena lensa tunda diklasifikasikan menjadi dua jenis berdasarkan jenis bahan dielektrik yang digunakan untuk konstruksi: lensa dielektrik metalik dan lensa dielektrik non-logam.
Antena Lensa Cepat
Dalam lensa cepat atau antena lensa gelombang cepat, gelombang radio bergerak sangat cepat di dalam media lensa dibandingkan di ruang bebas, sehingga indeks bias di bawah satu, sehingga panjang jalur optik berkurang dengan melewati seluruh media lensa . Terkadang, antena ini juga dikenal sebagai antena pelat logam E-plane.
Jenis antena ini tidak memiliki analog dalam bahan optik biasa, sehingga terjadi karena kecepatan fase gelombang radio dalam pandu gelombang lebih tinggi dari kecepatan cahaya. Karena bagian lensa yang padat mengurangi panjang lintasan, lensa konvergen seperti lensa cekung memfokuskan gelombang radio & lensa divergen seperti lensa cembung berlawanan dengan lensa optik biasa. Lensa ini dibuat dengan struktur pelat E-plane dan metamaterial indeks negatif.
Keuntungan dan kerugian
Itu keuntungan dari antena lensa termasuk berikut ini.
- Ini memiliki lebar balok sempit, suhu kebisingan rendah, gain tinggi, dan lobus sisi rendah.
- Struktur antena ini lebih kompak.
- Ini lebih ringan dibandingkan dengan reflektor parabola & antena tanduk.
- Ini memiliki toleransi desain yang lebih baik.
- Dukungan feed & feed di antena ini tidak menghalangi aperture.
- Balok dapat digerakkan secara miring sehubungan dengan sumbu.
- Ini memberikan lebih banyak fleksibilitas dalam toleransi desain, sehingga memutar antena ini dapat dicapai.
- Ini digunakan untuk aplikasi frekuensi sangat tinggi.
Itu kerugian antena lensa termasuk berikut ini.
- Lensa besar pada frekuensi yang lebih rendah khususnya.
- Kompleksitas dalam desain.
- Ini mahal untuk spesifikasi yang sama dibandingkan dengan reflektor.
Aplikasi
Itu aplikasi antena lensa termasuk berikut ini.
- Ini cocok untuk frekuensi di atas 3 GHz.
- Digunakan seperti antena pita lebar.
- Ini digunakan terutama untuk aplikasi frekuensi gelombang mikro.
- Sifat konvergen antena ini dapat digunakan untuk mengembangkan antena jangkauan tinggi yang disebut antena reflektor parabola, jadi antena ini banyak digunakan dalam komunikasi satelit.
- Ini digunakan sebagai elemen kolimasi dalam sistem gelombang mikro gain tinggi seperti teleskop radio, gelombang milimeter radar & antena satelit.
Jadi, ini gambaran antena lensa – bekerja dengan aplikasi. Antena ini terutama hadir untuk memberikan solusi bagi pemilik & operator tempat dengan menyediakan konektivitas seluler yang lebih baik yang lebih mudah digunakan & lebih murah. Ini pertanyaan untuk Anda, apa itu antena klakson?
