Antenn
Antenn on raadiotehniline seade elektromagnetlaine (tapsemalt: raadiolaine) kiirgamiseks ja vastuvõtuks. Antenn muundab raadiosaatja genereeritud kõrgsagedusliku elektromagnetilise võnkumise ruumis levivaks elektromagnetlaineks. Vastuvõtul antennile langev elektromagnetlaine muundatakse elektromagnetiliseks kõrgsageduslikuks võnkumiseks, mis suunatakse lainejuhi kaudu raadiovastuvõtjasse.
Antenni tüüp, mõõtmed ja ehitus sõltuvad saateks/vastuvõtuks soovitavast raadiosageduse lainepikkusest ja antenni kasutuse eesmärgist (suuna- või ringdiagrammiga, polarisatsiooni tüüp jne). Duplekssides kasutatakse üht ja sama antenni vaheldumisi raadiojaama saatel vastuvõtul.
Raadiosignaali edastamiseks juhitakse raadiosaatja raadiosageduslik võnkumine antenni klemmidele, antenn kiirgab saadud kõrgsagedusliku energia elektromagnetilise kiirgusena (raadiolainetena) ruumi (nn eetrisse). Vastuvõtul peab antenn kinni osa elektromagnetlaine võimsusest, tekitades klemmidele väikese elektripinge, mis suunatakse vastuvõtjas võimendisse. Antenne kasutatakse ringhäälingus, televisioonis, telekommunikatsioonis, radaris, mobiiltelefonides, satelliitsides ja ka muudes seadmetes ja süsteemides, nagu raadiomikrofon, Bluetoothi kasutavad seadmed, WiFi-iga seadmed ning RFID-märgised kaupadel.
Tavaliselt koosneb antenn metallist elektrijuhtidest, mis on ühendatud läbi toiteliini saatja või vastuvõtjaga. Saatja kõrgsageduslik vahelduvvool tekitab antenni ümber võnkuva elektrivälja, millega kaasneb ristuval tasandil võnkuv magnetväli. Need ajas muutuvad väljad kiirgavad elektromagnetlainena antennist ruumi. Vastuvõtt toimub teisipidi. Saabuvad võnkuvad elektri- ja magnetväljad tekitavad antenni elementides võnkuva voolu.
Antennide koosseisu võib kuuluda ka peegeldavaid ja suunavaid osi, mis pole saatja või vastuvõtjaga vahetus ühenduses. Sellised osad võivad olla parasiitelemendid, paraboolpeegeldi, ruuporid. Nende eesmärk on suunata raadiolaineid kitsa vihuna teatud kindlas suunas. Antennid saadavad ja võtavad vastu raadiolaineid kõigist suundadest võrdselt või siis saadavad ühte kindlasse suunda ning võtavad vastu ainult kindlast suunast.
Aastal 1888 ehitas saksa füüsik Heinrich Hertz esimesed antennid, et tõestada James Clerk Maxwelli ennustatud elektromagnetlainete olemasolu. Hertz paigutas nii saatjal kui vastuvõtjal paraboolpeegeldi fookusesse dipoolantenni. Ta avaldas oma tööd ajakirjas Annalen der Physik und Chemie (vol. 36, 1889).
| Parameeter | Saateantenn | Vastuvõtuantenn |
|---|---|---|
| Antenni võimendus ehk suunategur ehk võimsusvõimendustegur | Näitab, mitu korda on peasuunas kiiratud võimsus suurem sellest võimsusest, mille on samas suunas kiiranud isotroopkiirgur | Näitab, mitu korda on antenni saabuv võimsus suurem sellest võimsusest, mis saabuks vastuvõtjasse isotroopkiirgurist |
| Võimendus detsibellides | Näitab, mitme detsibelli võrra on peasuunas kiiratud võimsus suurem sellest võimsusest, mille on samas suunas kiiranud isotroopkiirgur; ühiku tähis dBi | Näitab, mitme detsibelli võrra on antenni saabuv võimsus suurem sellest võimsusest, mis saabuks vastuvõtjasse isotroopkiirgurist; ühiku tähis dBi (vt ka EIRP) |
| Suunadiagramm ehk suunatunnusjoon | Väljendab graafiliselt antenni tekitatud väljatugevuse ja antenni kiirgamise suuna vahelist sõltuvust | Näitab graafiliselt, kuidas elektromotoorjõud, mille väli on antennis indutseerinud, sõltub lainete saabumise suunast |
| Avanurk ehk avamus | Nende sirgjoonte vaheline nurk kraadides, mis lähtuvad suunadiagrammi keskpunktis ja läbivad diagrammi saate peasuunast mõlemal pool asetsevaid punkte, milles väljatugevus on tasemel 0,707 (–3 dB) maksimaalsest väärtusest | Nende sirgjoonte vaheline nurk kraadides, mis lähtuvad suunadiagrammi keskpunktis ja läbivad diagrammi vastuvõtu peasuunast mõlemal pool asetsevaid punkte, milles antenni elektromotoorjõud on tasemel 0,707 (–3 dB) maksimaalsest väärtusest |
| Kasutegur | Näitab, milline osa antenni juhitavast võimsusest kiirgub raadiolainetena ruumi | Näitab, milline osa antenniga vastuvõetud võimsusest siseneb vastuvõtjaga ühendatud toitekaablisse |
| Sisendtakistus | Antenni sisendklemmidevaheline impedants (näivtakistus). Kui antenn on toiteliiniga sobitatud, s.t kui antenni takistus võrdub antenni toiteahela takistusega, siis on sisendtakistuseks puht-aktiivtakistus, nt poolainedipooli korral 73,2 Ω | |
| Kiirgustakistus | Antenni sisendtakistusest kaotakistuse võrra väiksem takistus. Kaotakistuse peamine põhjustaja on skinnefekt antennielementides; kaotakistuse mõju avaldub soojuskaona | |
| Sagedusriba laius | Sagedusvahemik, mille ulatuses antenni tunnussuurused ‒ võimendus, sisendtakistus, suunaomadused ‒ jäävad piisavalt lähedale kesksagedusele vastavatele väärtustele, s.t nende erinevus ei ületa etteantud väärtusi | |
| Polarisatsioon | Signaali kandva elektromagnetlaine elektrivälja vektori suund, s.t välja elektrilise komponendi võnketasand. Lineaarse polarisatsiooni korral, mispuhul elektrivälja vektori suund levimise käigus ei muutu, on polarisatsioonitasand sõltuvalt saateantenni asendist kas horisontaalne või vertikaalne | |