Kapitola 4: Antény

Úvod

Antény můžeme považovat za jeden z nejdůležitějších článků radiokomunikačního řetězce. Antény se totiž starají o převod elektromagnetického vlnění, šířícího se podél vedení, na vlnění ve volném prostoru a naopak. Parametry antény (jejich směrová charakteristika, impedance a zisk) tak významně ovlivňují výsledné vlastnosti rádiového spojení.

V této kapitole naší učebnice se nebudeme zabývat přehledem antén a technickými detaily jejich návrhu a použití. Jedná se totiž o relativně snadno pochopitelné záležitosti, které jsou velmi dobře popsány v dostupné literatuře (např. v [1]). Zaměříme se tedy zejména na principy vyzařování a na možnosti jeho matematického modelování.

V úvodním článku popisujeme modelování drátového dipólu momentovou metodou. Pomocí této metody počítáme rozložení proudu na anténě jako primární veličinu, z níž je pak možné vypočíst všechny technické parametry antény. Celý popis je soustředěn do vrstvy A. Ve vrstvě B článku o drátovém dipólu uvádíme anglický překlad vrstvy A. Díky tomuto překladu se může čtenář seznámit s anglickou terminologií, používanou v oblasti numerického modelování antén.

Druhý článek kapitoly je věnován analýze drátových antén, sestávajících z více elementů. Seznámíme se zde s metodou indukovaných elektromotorických napětí, která umožňuje postihnout nejen vlastnosti samotných dipólů, ale i jejich vzájemnou vazbu.

I třetí článek je věnován analýze drátových antén sestávajících z více prvků. Zabýváme se přitom konkrétní strukturou – anténou Yagi. Pro její výpočet však nepoužíváme metodu indukovaných elektromotorických napětí, ale vracíme se zpět k metodě momentové. Čtenář tak může na základě článků 2 a 3 oba přístupy porovnat.

Ve čtvrtém článku a v článku pátém opouštíme svět drátových antén a věnujeme se anténám mikropáskovým. Nejprve analyzujeme mikropáskový dipól pomocí jednorozměrné momentové metody, poté se zaměřujeme na flíčkovou anténu, analyzovanou momentovou metodou dvojrozměrnou.

Analýza mikropáskových antén je v porovnání s analýzou antén drátových mnohem komplikovanější. Je to dáno skutečností, že mikropáskové antény jsou vyráběny na dielektrických substrátech a metody analýzy musejí respektovat splnění podmínek spojitosti na rozhraní dvou prostředí.