Anten Nedir?

Bölümler
00:00 - Anten nedir?
00:20 - İletim hattı
00:38 - İletim hattı örnekleri
00:51 - Elektriksel sinyalin elektromanyetik dalgaya dönüşümü
01:16 - Mütekabiliyet/Karşılıklılık (Reciprocity) özelliği
01:46 - Işıma diyagramı
02:01 - Işıma diyagramının elde edilmesi
02:25 - Üç boyutlu ışıma diyagramı
02:42 - Işıma özelliklerine göre anten çeşitleri
02:51 - Tümyönlü (Omnidirectional) antenler
03:25 - Yönlü (Directional) antenler
03:56 - izotropik (isotropic) antenler

Bu videoda antenin ne olduğunu ve temel özelliklerini anlatmaya çalıştık. Anten kablosuz haberleşme sistemlerinin en önemli bileşenlerinden birisidir. Temel olarak bir anten, elektrik sinyallerini elektromanyetik dalgalara çeviren bir dönüştürücü, yani bir transdüserdir. Anten verici olarak çalışırken, elektronik devrede üretilen radyo frekansı seviyesindeki akım ve gerilim türünden elektrik sinyalleri, iletim hattı yardımı ile antene ulaşır. İletim hattının görevi sinyalin mümkün olduğu kadar az bozularak antene ulaşmasını sağlamaktır. İletim hatları bazen kısacık bir mikroşerit hat veya bir konnektör bazen de uzun bir koaksiyel kablo veya dalga kılavuzu olarak karşımıza çıkar. İyi tasarlanmış uyumlu bir antene ulaşan elektriksel sinyallerin, elektromanyetik dalgalara dönüşerek boşluğa yayılması beklenir. Elektromanyetik dalgalar elektrik ve manyetik alanlardan oluşur. Yani bu sayede gerilim ve akım cinsinden tanımlanan enerjiyi anten yardımıyla elektrik alan ve manyetik alan cinsinden tanımlanan bir enerjiye dönüştürmüş oluruz. Antenden ayrılan elektromanyetik enerji serbest şekilde boşlukta yayılmaya başlar. Antenler mütekabiliyet, yani karşılıklılık (reciprocity) ilkesi gereği, verici olarak çalışırken sahip oldukları bütün karakteristik parametrelere alıcı olarak çalışırken de sahiptirler. Bu nedenle, verici olarak tasarlanmış bir anten kendisine ulaşan elektromanyetik dalgaları da bir alıcı anten olarak elektriksel sinyallere çevirme kabiliyetine sahiptir.

Antenler boşluğa yaydıkları elektromanyetik dalgaları farklı yönlerde farklı yoğunluklarda ışıyabilirler. Bir antenin hangi yöne ne kadarlık bir RF enerjisi gönderdiğini ortaya koyan grafiğe ışıma diyagramı ismi verilir. Pratikte iki boyutlu bir ışıma diyagramı, antenden belirli bir mesafede sabit bir yarıçapa sahip bir çember üzerinde eşit merkezi açı aralıklarıyla gerçekleştirilen güç ölçümleri ile elde edilir. Elde edilen desibel cinsinden güç değerleri ve bu değerlere karşılık gelen açılar iki boyutlu Kartezyen bir grafik şeklinde sunulabilir. Bu grafiğin elbette kutupsal gösterimi de mümkündür. Işıma diyagramı için istikamet ve irtifa açısı birlikte dikkate alınırsa üç boyutlu bir grafik elde edilecektir. Zaten iki boyutlu ışıma diyagramı üç boyutlu ışıma diyagramının bir kesiti olma özelliğindedir.

Antenler ışıma özelliklerine göre tüm-yönlü, yönlü ve izotropik olmaz üzere üç farklı başlıkta incelenebilirler. Çift kutuplu dipol ve tek kutuplu monopol antenler tüm-yönlü antenler grubuna verilebilecek iki temel örnektir. Tüm-yönlü antenlerin ışıma diyagramını anlatabilmek için yatay düzleme dik yerleştirilmiş bir dipol anten dikkate alınabilir. Böyle bir yerleşimde tüm-yönlü dipol anten yatayda her yöne eşit ve maksimum güç seviyesinde ışıma yapar. Yukarı ve aşağı yönlerde ise ışıma gerçekleştirmez. Tüm-yönlü antenin ışıma diyagramı 3 boyutlu olarak da gösterilebilir. Yönlü antenler elektromanyetik dalgaları bazı yönlerde diğer yönlere nazaran daha yüksek güçlerde yayabilen antenlerdir. Karşılıklılık ilkesi gereği aynı anten alıcı modda çalıştırılırken yönlülüğün yüksek olduğu bu yönlerden daha etkin şekilde elektromanyetik dalgaları alacaktır. Bu anten türleri pratikte çok çeşitlidir. Mikroşerit, Yagi-Uda, Piramit ve Parabolik antenler yönlü antenlere verilebilecek örneklerdendir. İzotropik anten için söylenebilecek belki de ilk şey pratikte böyle bir antenin var olmadığı gerçeğidir. Fiziksel olarak izotropik bir anten üretmek imkânsızdır çünkü izotropik anten üç boyutlu uzayda her yöne eşit güç seviyesinde ışıma yapan bir anten olarak tanımlanmıştır. Peki, gerçekte böyle bir anten yoksa neden izotropik ışımaya sahip bir kaynak tanımlaması yapılmıştır? Çünkü izotropik anten gerçek antenler için hesaplamalarda ve tanımlamalarda referans anten olarak kullanılmaktadır. Mesela anten yönlülüğü ve kazancı kavramları tanımlanırken, izotropik anten temel alınarak tanımlama gerçekleştirilir. Bir başka kullanım alanı olarak ise, anten dizilerindeki çarpım kuralı hatırlanabilir.

Ayrıntılı bilgi için https://arkis.com.tr/?page_id=494