Antenne nœud papillon : fonctionnement, diagramme de rayonnement et ses applications

Les systèmes à large bande sont la meilleure solution dans diverses applications électromagnétiques telles que les radars haute résolution multi-standards, les détecteurs de signaux et les communications. Pour les systèmes à large bande, une antenne nœud papillon a été identifiée comme la meilleure solution pour les systèmes en raison de son impédance d'entrée à large bande et de sa forme plane simple. Il est également considéré comme un système d'antenne à large bande à gain élevé une fois qu'ils sont associés à un champ magnétique artificiel. conducteurs . A l'heure actuelle, ces antennes sont utilisés dans les réseaux à large bande et orientables par faisceau. Mais, la géométrie en nœud papillon doit être choisie avec prudence si un gain nécessaire doit être maintenu dans une direction particulière sur toute une gamme de fréquences d'intérêt. Même si cette sélection est souvent problématique, car divers types de nœuds papillon utilisent fréquemment différents paramètres tels que la longueur des radiateurs, l'impédance de référence, l'angle d'évasement, les configurations de mesure et les matériaux. Cet article traite donc d'un aperçu d'un Antenne nœud papillon – travailler avec des applications.

Qu'est-ce qu'une antenne nœud papillon ?

Une antenne qui est disposée dans une configuration en nœud papillon avec deux morceaux de fil rigide triangulaires ou deux plaques métalliques plates triangulaires à travers un point d'alimentation au niveau de l'espace entre les sommets des triangles est connue sous le nom d'antenne en nœud papillon. Il s'agit d'un type courant d'antenne avec une conception biconique bidimensionnelle. Ces antennes sont fréquemment utilisées pour la réception TV UHF à courte portée et également pour les applications GPR car elles disposent d'un ensemble de performances d'antenne strictes telles que des performances ultra-large bande, une faible fréquence de fonctionnement, moins de sonnerie, une planification, légères et compactes.

Il existe différents types d'antennes de nœud papillon comme la fente de nœud papillon, l'impression à large bande, le patch de nœud papillon à fente, l'alimentation par microruban de nœud papillon, la fente de nœud papillon incurvée alimentée par CPW et le triangle double face.

Comment fonctionne une antenne nœud papillon ?

L'antenne nœud papillon fonctionne en utilisant des éléments triangulaires plutôt que des tiges droites comme les éléments d'antenne. Dans cette antenne, des éléments triangulaires sont attachés à l'extérieur sur deux côtés pour former un nœud papillon. Ces deux éléments d'antenne se touchent presque au centre. Parfois, cette antenne est connue sous le nom d'antenne papillon car elle ressemble à un papillon. Les éléments du nœud papillon contiennent une barre métallique qui verrouille l'antenne, elle est alors connue sous le nom d'antenne à moustaches de chat. Ce type d'antenne peut ressembler à des antennes log-périodiques, bien qu'elles ne soient pas considérées comme des antennes LP.

La gamme de fréquences de l'antenne en arc dépend principalement du type de nœud papillon triangulaire ou arrondi. La fréquence du nœud papillon triangulaire varie de 2,4 à 6,0 GHz, tandis que la fréquence du nœud papillon arrondi varie de 2,4 à 6,5 GHz. L'antenne nœud papillon est utilisée dans les gammes HFR et UFR. Les éléments métalliques de cette antenne sont des éléments résonnants qui créent un champ électrique entre eux. Lorsqu'une onde électromagnétique traverse un champ électrique et qu'un courant est généré qui peut être alimenté vers un récepteur radio ou transmis à partir d'un émetteur radio.

Lorsqu'un récepteur radio reçoit le courant, il est amplifié et traité pour comprendre les informations codées dans les ondes électromagnétiques. Alors que dans un émetteur, l'inverse se produit lorsqu'un émetteur radio génère un signal électrique qui est transmis à l'antenne nœud papillon. Le signal électrique excite le champ électrique entre les bras métalliques qui émet les ondes électromagnétiques dans l'air.

Calculatrice d'antenne nœud papillon

Les formules suivantes sont utilisées pour calculer les sorties si nous connaissons la fréquence comme la longueur d'onde, la bande passante, la largeur, la distance et la hauteur.

On sait que ‘λ’ = c/f

Où 'λ' est la longueur d'onde.

'c' est la vitesse de propagation dans l'air.

« f » est la fréquence porteuse en MHz.

Longueur d'onde

La fréquence de fonctionnement est de 2400MHz. C'est la fréquence de l'onde électromagnétique émise et reçue par l'antenne.

La longueur d'onde est calculée comme λ' = c/f.

Nous savons que 'c' = 3×10^8m/sec qui est la vitesse de la lumière.

Remplacez ces valeurs dans l'équation de longueur d'onde ci-dessus.

λ' = c/f => 3×10^8/2400 = > 125 mm.

Bande passante

Pour calculer la bande passante, la formule B = 0,33xf => 0,33 x 2400 = 792 MHz.

Largeur

Pour calculer la largeur, la formule est w = 0,375 x λ x 1000mm

L = 0,375 x 125 x 1000 mm => 46,875 mm.

Distance

Pour calculer la distance, nous avons une formule telle que D = 0,02066 x λ.

D = 0,02066 x 125 => 2,5825 mm.

Hauteur

Pour calculer la hauteur, nous avons une formule comme H= 0,25 x λ.

H= 0,25 x 125 => 31,25 mm.

Diagramme de rayonnement de l'antenne nœud papillon

Dans la conception des antennes, le diagramme de rayonnement est la dépendance angulaire de la force des ondes radio de l'antenne. Il s'agit donc de la déviation de la puissance rayonnée à travers une antenne lorsque la direction s'éloigne de l'antenne. Le diagramme de rayonnement de l'antenne montrera la distribution de l'énergie rayonnée par l'antenne dans l'espace.

Le terme rayonnement est utilisé pour signifier l'émission ou la réponse d'une onde à l'antenne pour spécifier sa force. Il peut être tracé graphiquement sous la forme d'une position angulaire et d'une fonction de distance radiale à partir de l'antenne. Donc, ce sont des représentations schématiques de la distribution d'énergie rayonnée dans l'espace comme une fonction de direction. Le diagramme de rayonnement de cette antenne est similaire à celui de l'antenne dipôle. La polarisation de l'antenne nœud papillon est verticale et elle recevra des signaux dans la direction d'un cône ou les ailes du papillon sont pointées.

Caractéristiques

Les caractéristiques de l'antenne nœud papillon sont décrites ci-dessous.

• Cette antenne utilise des éléments triangulaires comme les éléments d'antenne.
• Ce type d'antenne a une polarisation verticale afin de recevoir des signaux dans le sens des ailes ou du cône.
• Ces antennes sont formées à travers un fil conducteur plié.
• Cette antenne a une bien meilleure bande passante par rapport à une antenne dipôle à fil fin.
• Ces types d'antennes ont des électrodes sous différentes formes comme un Sharp BT, un BT asymétrique, un Broad BT, un Doubled BT et un Blunted BT.

Avantages

Les avantages de l'antenne nœud papillon sont les suivants.

• Les antennes nœud papillon sont légères.
• La conception et la fabrication sont faciles.
• Meilleur équilibre au sein du rayonnement.
• Il a une structure plane et une taille compacte.
• La bande passante de cette antenne sera améliorée avec des éléments triangulaires au-dessus des éléments droits.
• Ces antennes reçoivent fréquemment des signaux à partir d'un angle de 60 degrés.
• Sa conception est très solide.
• Ce ne sont pas chers.
• Le réflecteur maillé de cette antenne est très efficace par rapport aux antennes yagi.

Les inconvénients de l'antenne nœud papillon sont les suivants.

• Ces antennes ont de faibles rendements de transmission dans la partie basse de leur gamme de fréquences.
• Ces antennes ont des réflexions d'extrémité, des caractéristiques de dispersion, une bande passante limitée, un gain et une efficacité médiocres.

Applications

Le applications des antennes nœud papillon inclure les éléments suivants.

• À l'heure actuelle, ces antennes sont encore utilisées dans de nombreuses applications telles que la 5G, le WLAN/LTE/WiMAX multibande, la polarimétrie IR, les radars à courte portée et la pénétration du sol.
• Une antenne nœud papillon est utilisée dans toutes les applications UWB telles que les radars à pénétration de sol, le Wi-Fi, les applications sans fil et d'imagerie micro-ondes.
• Ces antennes sont largement utilisées pour les applications GPR
• Ceux-ci sont fréquemment utilisés pour la réception TV UHF à courte portée.
• Les applications d'antenne Bowtie sont les mêmes que les antennes dipôles, sauf avec une bande passante plus large.
• Cette antenne est normalement utilisée dans les applications de communication sans fil telles que les antennes satellites, les stations de base des téléphones portables, etc.
• Cette antenne est également un choix parfait lorsqu'une transmission et une réception de moyenne à longue portée sont requises.

Ainsi, ceci est un aperçu d'un nœud papillon antenne - fonctionne avec des candidatures. Cette antenne est considérée comme une antenne biconique version bidimensionnelle qui comporte de nombreux éléments dépassant dans un motif à 360 degrés dans deux directions. Voici une question pour vous, qu'est-ce qu'un réseau d'antennes ?