Antenler, Anten Çeşitleri ve Parametreleri

    Antenler günlük hayatımızda uzaktan bilgi alışverişi için kullandığımız pasif elektronik elemanlardır.  Aslında her elektronik eleman, az da olsa bir anten gibi davranır. Çünkü elektriğin olduğu heryerde aslında bir elektromanyetik dalga da vardır.  Bu yüzden anten olarak kullandığınız malzemenin yanındaki diğer nesneler antenin iletimini yahut verimini etkilerler.  

   Antenler verici yada alıcı olarak kullanılırlar.  Antenler verici olarak kullanıldığında üzerine uygulanan voltajı elektrik alan cinsinden etrafına yayarlar ve bu elektrik alan zamanla değişirse yani buna paralel olarak çevresinde oluşan elektrik alan zamanla değişirse, bu elektrik alan etrafında çevresel olarak bir manyetik alan oluşur ve bunlar birbirini oluştura oluştura uzak mesafelere yayılırlar. Bu elektromanyetik dalganın yayılma şeklidir yani dalganın ışımasıdır.  Alıcı antenlerde ise bu yayılan elektromanyetik dalgalar iletken yüzeylere çarptığında değişen elektrik ve manyetik alanlardan ötürü iletken üzerinde salınım yapan bir voltaj oluşumu sağlar bu voltaj da iletilen bilgilerin elektiriksel taşıyıcısıdır. 

   Yukarıdaki şekilde  çubuklar üzerine uygulanan bir A.C gerilim sonucunda çubuğun nasıl bir ışıma yaptığı gösterilmiş.  

    Antenlerin yapımında kullanılan çeşitli parametreler vardır. Aslında her mühendis kendi parametrelerini kendisi belirler. Fakat temel olarak kendimce gözüme çarpan bazı parametreleri paylaşmakistiyorum.  Şimdi sıra sıra onlardan bahsetmeye çalışayım;

   1-Antenin Etkin Yüzeyi: 

   Antenler ışıma yaparken tabi ki de bu ışımayı belli bir şiddette gerçekleştirirler.  Antenin ışıma şiddeti etrafa yayılan güçle doğru orantılıdır.  Etrafta elektromanyetik dalgaları abzorbe eden yahut yansıtan, gözümüzle göremediğimiz bir çok atom çeşidi, parçacık ve molokül bulunur. Bunlar saçılan elektromanyetik dalganın uzaklara gittikçe bozulmasına ve gücünü kaybetmesine yol açarlar.  Gücü azalan elektromanyetik dalgaları almak için farklı farklı yüzeylere sahip antenler geliştirilir. Çok çok uzak mesafelerden gelen elektromanyetik dalgaları almak için elektromanyetik dalganın çarptığı yüzey alan büyütülmelidir ki gücünün kaybetmiş dalga daha iyi alınabilsin. Bu yüzden daha büyük antenler yapılır.  

 2-Giriş Empedansı

   

    Verici antenler için devre şeması yukarıdaki gibi betimlenir.  Burada “r” yi  anteni besleyen hattın yani elektromayetik dalgayı antene taşıyan silindirik kablonun empedansı, diğer bir işaret “R” yi ise antenin empedansı olarak düşünebiliriz.   Bilindiği gibi empedansın reel ve complex yani karmaşık sayı kısımları vardır.  Reel kısım, antenin ışıma yaptığı gerçek gücü oluştururken complex kısmı anten üzerinde depolanan gücün oluşmasını sağlar. Bu yüzden verici bir anten de maksimum güç salınımı için antenin empedansı ile hat empedanslarının complex kısımlarının birbirini götürecek şekilde yani birbirinin konjugate i olması gerekir ki gücün hepsi ışınıma tabi tutulabilsin.   Bu durum alıcı antenlerde de aynıdır.  Eğer hat empedansı ile anten empedansının complex kısımları birbirine eşit olmazsa alıcı anten cürenden yansımalar söz konusu olur. Bu yüzden anten, gelen dalganın hepsini abzorbe edemez.  

  3-) Işıma Direnci

   Bu direnç anten üzerinden akan akım ile ışımasını birbirine bağlayan sanal bir dirençtir. Antenler farklı ortamlarda farklı güçte ışıma yaparlar. Hatta farklı bir materyalde yapılmış bir anten bakır bir antene kıyasla daha güçlü ya da daha zayıf ışıma yapar.  Bu direnç, ortamlardan ortamlara farklı direnç özelliği gösteren aslında ortam ve iletken etkilerini barındıran bir dirençtir. 

4-Anten Yönlendirmesi 

   Bu parametre daha çok belli bir yöne yöneltilmiş antenler içindir.  Noktasal bir anten her yöne eşit miktarda ışıma yapar fakat çanak şeklindeki bir anten belli bir yöne daha çok ışıma yapar ve yönlendirilmiş bir ışıma gerçekleştirir.  Dalgayı ne kadar yönlendirmek isteseniz de dalga her zaman her yere yayılacaktır.  Fakat belli bir tarafa daha fazla yayılır. Bu antenin dalga yönlendiriciliği parametresidir. 

   Eğer bir anten yapmaya kalkarsam ki bunu kısa bir süre içinde yapmayı düşünüyorum. Kullanacağım parametreler bunlar olurdu. Fakat antenleri bir de sınıflandırmak gerekiyor.  Çok fazla çeşit anten bulunuyor. Ve yapılan antenlerin her biri farklı bir katogoride değerlendirilebilir.  Fakat bunları vermeden önce paylaşmak istediğim bazı önemli bilgiler var;  

•     Antenden, elektromanyetik enerjinin uzaya yayılışı, birbirine dik salınım yapan bir elektrik alan ve manyetik alandan meydana geldiği için eğer anten boyu, dalga boyuna eşitse antenin bir ucu dalganın anlık durumuna göre hem artı (+) hem de eksi (-) olur. Bu durumda, antendeki akım da bir ileri, bir geri doğru akar. Elektron akışı eksiden artıya doğru iken, elektrik alan artıdan eksiye doğru olur.

• Antende akım ortada en fazla, uçlarda (açık devre olduğundan) sıfırdır. Buna karşılık gerilim uçlarda en fazla, ortada sıfırdır.
• En fazla elektromanyetik enerji antenin boyu dalga boyuna eşit olduğunda yayılır. Düşük frekanslarda kullanılan antenler daha basit ve yapımı kolaydır. Buna karşılık boyları büyük olur. Frekans yükseldikçe antenler küçülür; fakat karmaşık bir hal alır ve yapımı zordur.

• Antenden yayılan güç, antenin ışıma direnci (antenin yayılan frekansa gösterdiği direnç) ile orantılıdır ve akımının karesi ile ışıma direncinin çarpımına eşittir. (I2a.Rr). Antenin ışıma direncini azaltan tesirler, yayılan faydalı gücü de azaltır.

• Bir ucu topraklı antenlerde iyi topraklama yapılmadığında da kayıplar meydana gelir. Bunun için topraklamanın, büyük bakır levhaları toprağa gömerek yapılması gerekir.
• Anten yakınlarındak, iletken yüzeyler antenden çıkan enerjiyi antene geri yansıtır. Bu sebeple anten, mümkün olduğu kadar metal çatı ve binalardan, direklerden uzak bulundurulmalıdır.
• Anten etrafındaki hava, yüksek voltaj tesiriyle iyonize olarak antenden toprağa akım geçirir. Buna “krona kaybı” denir. Antenin uzunluğu arttıkça uçları arasındaki voltaj farkı azalır.

Şimdi aşağı yukarı anten tüm anten çeşitlerini ve kategorilerini vermeye çalışacağım. Olabildiğince çok görsel bulmaya çalıştım.  umarım faydalı olur.

     Tel Antenler

• Çubuk Antenler;

•  Kısa Dipol Antenler;

•  Dipol Antenler;

•     Monopol antenler;

• Katlanmış Dipol Antenler;

• Çember Antenler;

Microstrip Antenler

Bu antenler baskı devreler üzerinde kullanılan mikroelektronik antenlerdir.

• Dikdörtgen Mikrostrip Antenler;

   

• Düzlemsel Mikrostrip Antenler;    

 İlerleyen dalga Antenleri

• Helis Antenler;

  

• Yagi-Uda Antenler;

• Spiral Antenler;

Logaritmik-Periyodik Antenler

• Papyon Antenler;

• Logaritmik-Periodik Dipol Dizi Antenler,

Yansıtıcı Antenler

  Köşe yansıtıcı Antenler;

• Parabolik Yansıtıcı Antenler;

Amperture Antenler

• Slot Anttenler;

• Boşluk Destekli Slot Antenler;

• Ters F Antenler;

• Horn Antenler;

• Vivaldi Antenler;

• Teleskop antenler;

Diğer Antenler

• NFC Antenler;

• Fraktal Antenler;