تعریف آنتن در ریز موج

تعریف آنتن در ریز موج:
با افزایش فرکانس یا کاهش طول موج، اندازه آنتن کوچک تر می شود. از این حیث، آنتن هایی که برای ارسال و دریافت امواج مایکروویو توسعه پیدا کرده اند، اندازه های کوچکی دارند.

آنتن های کوچک کاربردهای بسیار زیادی در دستگاه های قابل حمل نظیر لپتاپ، تلفن همراه، مودم های شبکه های بی سیم (Wi-Fi) دارند. لازم به ذکر است که آنتن های مایکروویو قابلیت استفاده به صورت مدار چاپی را نیز دارند (شکل 8).

شکل (8): نمایی از یک برد مدار چاپی حاوی آنتن مایکرواستریپ که در باندku طیف مایکروویو کار می کند.

طول موج کوتاه و یا فرکانس بالای امواج مایکروویو این امکان را به ما می دهند که امواج را به صورت بیم(Beam) یا پرتو هایی باریک تولید و ارسال کنیم. پرتو های باریک از این حیث که پاشندگی کمی دارند در دنیای مخابرات حائز اهمیت هستند.

به عبارت دیگر می توانیم خواصی مشابه پرتو لیزر (با اغراق) داشته باشیم.

استفاده از پرتوهای مایکروویو (باریک) به دلیل تمرکز روی فرکانسی خاص، در ارتباطات Point to Point بسیار مفید بوده و کمتر با امواج موجود در محیط تداخل فرکانسی انجام می دهند. آنتن های ظرف شکل یا پارابولیک (Parabolic antenna) پرکاربردترین آنتن های مورد استفاده در مخابرات مایکروویو هستند.

جدا از این، ساختارهای دیگر نظیر آنتن های Horn، آنتن های شکافی (Slot antenna)، لنزهای دی الکتریک و مایکرواستریپ (Microstrip) نیز در تجهیزات مایکروویو استفاده می شوند. آنتن های آرایه ای نیز که در کاربردهای راداری بسیار اهمیت دارند، در باندهای فرکانسی مایکروویو کار می کنند.

برای انتقال امواج مایکروویو دریافت شده از آنتن (یا ارسال به آنتن) می توان از خطوط انتقال نظیر کابل های کواکسیال (coaxial cable) یا خطوط سیم های موازی (parallel wire lines) استفاده کرد.

البته به دلیل تلفات بیش از حد انرژی در خطوط انتقال مذکور، استفاده از آن ها در کاربردهای خاص و حساس توصیه نمی شود.

تصویر (9): نمایی از موجبرهای مستطیلی طراحی شده جهت انتقال امواج مایکروویو

جهت اینکه امواج میکروویو کمترین میرایی را داشته باشند، بهتر است که جهت انتقال آن ها از ساختارهای موجبری (Waveguide) استفاده کرد.

به بیانی ساده، همان طور که از نام موجبر بر می آید، ساختاری است که موج الکترومغناطیسی می تواند به درون آن کوپل شده و منتقل شود. موجبرها می توانند ساختارهای متفاوتی داشته باشند. در ناحیه فرکانس های مایکروویو بیشتر موجبرها غالباً مستطیل شکل هستند.

در فرکانس های بالاتر نظیر فرکانس های ناحیه اپتیکی، بیشتر ساختارهای استوانه ای شکل (فیبر نوری) به کار می روند.

لازم به ذکر است که طراحی موجبر مناسب با افت کم، یکی از مهم ترین زمینه های تحقیقاتی فیزیک الکترومغناطیس است.