Antenat

1. Antenat Leksion 2 PhD CAndidate . Lediona NISHANI

2. Si rrezatonnjeantene? Per tenjohur se sirrezatonnjeantene , ne fillimkonsiderojmesindodhrrezatimi. Njetelpercjellesrrezatonkryesishtsepesrryma e ndryshueshmene koheosenjepershpejtim ( uljeeshpejttesise ) e ngarkeses. Nesenuk ka levizjetengarkeses ne percjelles , nukndodhrrezatimi , meqenuk ka rrjedhjeterrymes. Rrezatiminuk do tendodhedhenesengarkesaleviz me shpejtesiuniformepergjatepercjellesit.

3. Levizjae ngarkesave me shpejtesiuniformepergjatenjeteliteharkuar do teprodhojerrezatim. Rrezatiminga antenna mundteshpjegohet me figuren e cilatregonnjeburimtensionitelidhur ne dylinjatrasmetimipercjellese. Kurnje tension eshteaplikuarpermesnjelinjetrasmetimi, njefusheelektrikeeshtekrijuare cilaeshtesinusoidale ne natyredhekjorezulton n krijimin e njelinjeelektriketee cilaeshte tangent ne fushenelektrike. Ketoelektronete lira tepercjellesitjaneteforcuarateshfaqenngalinjatelektriketeforces dhelevizja e ketyrengarkesaveshkaktonrrjedheterrymes e cilate con ne krijimin e fushesmagnetike .

4. Rrezatiminganjeantene

6. Ne sajetekohes se ndryshueshmetefushesse elektrikedhemagnetike , valet elektromagnetikekrijohenmidis percjelleseve. Kurketovalenafrohen ne hapsiretehapur, krijohen valet e hapsires se lire ngalidhja me fundete hapurtelinjaveelektrike, Meqeburimi sinusoidal krijonvazhdimishtshqetesimeelektrike, valet elektromagnetikekrijohenvazhdimishtdheketolevizjepermeslinjavetetrasmetimit , permesantenesdherrezatojne ne hapsiren e lire . Brenda linjesse trasmetimit, valet elektromagnetikejanetemeshtetur ne sajetengarkesave,

7. Rajonetaferdhelarg-fushes • Modelet e fushes eshoqeruarateantenes , ndryshojne me distancendhejaneteshoqeruara me dytipeteenergjise: Hapsirerrethuesee njeantenemundtendahet ne trerajone: • Rajoniafer –fushesreaktiv: Ne keterajon, fusha reactive dominon.Energjia reactive oshilondrejtdhelargantenes ,edhepseshfaqetsi reactance. Ne keterajon,energjiaeshtee ruajturdhenuk ka energjitehumburoseteshperndare. Kufiri me ilarget per keterajoneshte 0.62 3 /λ, R = D ku R eshtedistancangaantena, Deshtepermasa me emadhe e antenesdheλeshtegjatesia e vales • Rajoniafer-fushes (gjithashtuiquajturrajoni Fresnel): Kyrajonicilishtrihet midis rahonitafer-fushesdherajonitlarg-fushesdehfusha e rrazatimitdominon. Ne keterajonfushakendoreshperndarjeseshtenjefunksioni distances ngaantena. Kufiriilargetiketijrajonieshte ne distance 2 2 /λ R = D ku R eshtenje distance ngasiperfaqja e antenes.

8. 3- Rajoniilarg-fushes (iquajturrajoniiFraunhofer): Rajonieshte midis 2 2 /λ 2 R = Deshtenjerajonlargfushes .Ne keterajon, fushareaktivemungondhevetemfushat e rrezatimitekzistojne.Fushae shprndarjeskendorenukvaretngadistancangaantena ne keterajondhedensitetiifuqisevarionngainversii distances radiale ne katror ne keterajon.

9. Modeliirrezatimit Model irrezatimitI njeanteneeshtesubjektikarakteristikaveterrezatimitlarg-fushesteantenesKordinatavehapsinorejanetespecifikuarangakenditθ dhekenditteazimuthit φ. Njeanteneizotropikenukeshte e mundurterealizohet ne praktikedheeshteperdorshmevetemperqellimekrahasuese. Njetip praktikeshteantenadireksionalee cilarrezatonme shumefuqi ne disadrejtimedhe me pakfuqi ne drejtimetetjera. Njerastivecanteiantenavedireksionaleeshteshumedrejtimshe model ii rrezatimititecilesmundtejetekostant ne plan (p.sh.plani-E) dhevarion ne planin orthogonal (p.sh. plani-H).

10. Modeliirrezatimittenjeantenedireksionaletepergjithshme

11. Modeliirrezatimittenjeantenedireksionaletepergjithshme • LobiKryesor: Kyeshterrezatimiilobitqepermbandrejtimin e maksimumitterrezatimit. • Lobi Minor: Te gjithalobetperveclobitkryesorjanequajtur lobe minore.Keta lobe perfaqesojnerrezatimin ne drejtimetepadeshiruara. NiveliilobeveminoreeshtezakonishtI shprehursinjeraport me densitetin e fuqisene lobin me temadh,Kyraportquhetsiniveliilobitanesor (ishprehur ne decibel). • Lobiipasem: Kyeshtelobi me ivogeldiametralishtikundert me lobinkryesor. • Lobetanesore: Ketajanelobetminorefqinje me lobinkryesordhejanetendarenganulet e ndryshme. Lobetanesorejanepergjithsisht me temedhenjte midis lobeveminore.Neshumicen e sistemeve wireless, lobetminorejanetepadeshirueshem. • Ne njeantenete mire, dizajniisajduhettiminimizojlobetminore

12. Percaktimi I modelitteantenes • Nepermjetanalizeselektromagnetike – Me permase, forme, strukturedheparametrat e materialittenjeantenetedhena , ne mundperdorimekuacionet e Maxwellit per tepercaktuarfunksionin D(θ,φ). Megjithate, kjoanalizeshpeshmundtecoje ne perafrimeosesupozimetekushteveidealeqemundtecojne ne disagabime. • Nepermjetmatjevedirekte – Ne mundtemasim direct modeline antenesne laborator. Kjo ka avantazh se nukkerkonsupozimeoseperafrime , keshtuqemundtejete me e detajuar. Megjithate , detajetvaren ne fund ngasaktesia e matjevetonadherezultati D(θ,φ) sigurohetsinjetabele e tedhenavetematura ne tekundert me funksionin e qartematematik

13. Shperndarja e energjise se antenes ne dydimensione e hedhur ne plan

14. Disa here prerjetjaneteplotesuara ne format polar dhe here tetjera e kordinatakarteziane. I gjithjeekuacioniD(θ,φ) mundteshfaqet 3-D per ate polar dhekartezian (nese ne kemi software-in e duhur). EkucioniiantenesD(θ = π 2,φ ) sinjefunksion φ. Veme re se shumica e modeleveteantenavekonsiston ne numer“lobesh”.

15. Ekuacionii D(θ = π/ 2, φ) ne kordinatakartezianedhepolareihedhur ne tridimensional 3-d sinjefunksioniφnekordinata

16. Gjendetnjeset vlerashqemundteperdoret per tetreguarkarakteristikat e rendesishmetemodelitteantenes. Treme kryesoretjane : • DirektivitetiiAntenesDo. • GjeresiaSpektralee Antenes. • NiveliiLobitAnesorteAntenes.

17. Drejtueshmeria Drejtueshmeria e njeanteneeshtepercaktuarsi: ” Raportiintesitetitterrezatimit ne njedrejtimtedhenengaantenaderi ne intesitetin e rrezatimitmesatartetegjithedrejtimeve , prarrezatimittenjeantenesizotropike”. Me fjaletetjeradrejtimiinjeantenejoizotropikeeshte e barabarte me raportin e intesitetitterrezatimittesaj ne njedrejtimtedhenekundrejtnjeburimiizotropik:

18. Drejtueshmeria kuDeshtedrejtueshmeria e njeantene -kuUeshteintesitetiirrezatimittenjeantene - kuUieshteintesitetiirrezatimittenjeburimiizotropik - kuPeshtefuqiatotale e rrezatuar

19. Drejtueshmeria Ndonjehere , drejtimiidirektivitetitnukeshteispecifikuar. Ne keterast , drejtimiiintesitetitmaksimalterrezatimitnenkupton: kuDmaxeshtedirektivitetimaksimal - kuUmaxeshteintesitetimaksimalirrezatimit

20. Drejtueshmeria Drejtueshmeriaeshtenjemadhesi pa njesi, meqeeshtenjeraportidyintesiteteve. Prandaj,eshtepergjithesishtishprehur ne dBi. Drejtueshmeriae njeantenemundtevleresohetngamodeliirrezatimitinjeantene. Ne anteneqe ka njelobinkryesortengushtemundteketedrejtueshmeri me te mire se ajoqe ka nje lob kryesortegjere, prandajeshte me direktive.

21. Impedanca e hyrjes Impedanca e hyrjes e njeanteneeshte e percaktuarsi: ” Impedanca e perfaqesuarngaantena ne terminalet e sajoseraportiitensionit me rrymen ne ciftet e terminaleveoseraportiikomponenteveteduhurtefusheselektrikeosemagnetike ne ate pike “ . Prandajimpedancamundteshkruhet ne ketemenyre: -kuZineshteimpedanca e antenes ne terminale -kuRineshterezistenca ne terminale - kuXineshtereaktanca e antenes ne terminale

22. Impedanca e hyrjes Pjesaimagjinare, Xinimpedanca e hyrjesperfaqesonfuqine e ruajtur ne fushen e afertteantenes. Pjesarezistive ,Rin impedance e hyrjeskonsiston ne dykomponente, tereziztences se rrezatimitRrdheterezisteneces se humbjesRL . Fuqiae shoqeruar me rezistencen e rrezatimiteshtenjefuqiqeaktualishtrrezatohetngaantena ,ndersafuqia e shperndare ne humbjeterezistenceseshtenjehumbje e nxehtesise se veteantenes ne sajetedielektrikutosetehumbjevengapercjellesit.

23. Eficenca e antenes • Eficenca e anteneseshtenje parameter I cilimerrparasyshnjesasihumbje ne terminalet e antenesdhebrendastruktures se antenes . Ketohumbjejepensi : • Reflektimesishkakimospershtatjes midis trasmetuesitdheantenes. • HumbjetI 2R (percjellshmeridhedielektrik).

24. Eficenca e antenes Prandajeficencatotale e antenesmundteshkruhetsi : - kuet = eficencatotale e antenes - kuer= (1− |Γ2|)= eficenca e reflektimit (mospershtatjes) - kuec = eficenca e percjellshmerise - kued= eficencadielektrik

25. Meqeecmeqeedjaneteveshtire per tundare, atacopetohenbashke per teformuareficencenecd e cilajepetme poshtesi : ecdeshtequajtursieficenca e rrezatimitteantenesdheeshte e percaktuarsiraportiifuqisese derguar ne reziztencen e rrezatimitRr , ne fuqine e derguarRrdheRl

26. Amplifikimi e antenes Amplifikimiianteneseshtenje parameter icililidhetngushte me direktivitetin e antenes. Ne dime qedirektivitetieshtesa e koncetronantenaenergjine ne njedrejtim ne preference terrezatimit ne njedrejtim ne krahasim me drejtimet e tjera. Prandaj , direktivitetido tejeteibarabarte me amplifikimin e antenesdheantena do tejetenjerrezatuesizotropik.

27. Meqetegjithaantenat do terrezatojne me shume ne disadrejtime se ne disatetjera se , megjithateamplifikimi. Njesasi e fuqisemundtepranohet ne njedrejtim ne fuqineeshte e njetehumbjengatetjeret . Amplifikimieshtegjithmoneilidhur me lobinkryesordheeshteispecifikuar ne drejtimine rrezatimitmaksimal. Eshtedhene:

28. Polarizimi Polarizimii vales se rrezatuareshteidefinuarsi: “ Karakteristika e nje vale elektromagnetikeqepershkruandrejtimin e ndryshueshmedhe magnitude relative tenje vector tefusheselektrike“ Polarizimiinjeanteneireferohetvektorittefusheselektriketepolarizimitte vales se rrezatuar. Me fjaletetjerapozicionidhedrejtimiifusheselektrikekusi pike referimikemimerretsiperfaqjae tokes qepercaktonpolariziminevales. Llojetme tezakonshmetepolarizimitperfshijnepolarizimin linear (horizontal osevertikal) dhe ate rrethor (polarizimiikrahuttedjathtedheikrahuttemajte). Figura: nje vale e polarizuarlinarisht (drejtimvertikal)

29. Nje vale e polarizuarlinearisht (ne drejtimvertikal).

30. Neserrugezimiivektorittefusheselektrikeshkonposhte e lartpergjatenjevijethuhetse aieshteipolarizuarlinearisht. Ne nje vale e polarizuar ne menyrerrethore ,vektoriifusheselektrikembetet ne gjatesikostanteporrretullohetrrethnjerrugerrethor. Nje vale me polarizim ne krahun e majterrotullohet ne drejtimin e kundertteakrepavete ores ,kursevala e polarizuarkrahun e djathterrotullohet ne drejtimteakrepavete ores, si ne figuren e meposhtme

31. Skemapolarizimigjeresishtteperdorura

32. Gjeresia e brezitteantenes Gjeresia e brezitteanteneseshtepercaktuar : ” Diapazoniifrekuencaveteperdorshmebrendatecilitperformanca e antenes , per disakarakteristikatecaktuara, ipermbahetnjestandartitespecifikuar.” Brezimunddtejetediapazoniifrekuencave ne tedyjaanet e frekuencesqendrore, kukarakteristikat e antenessi impedance e hyrjes , model irrezatimitgjeresiaspektrale , polariziminiveliilobitanesoroseamplifikimi, janeaferatyrevleraveqejaneperftuar ne frekuencenqendrore.

33. Gjeresia e brezitteantenes Breziinjeantene me bandetegjeremundtepercaktohetsiraportiI frekuencavetelartakundrejtatyreteuleta ne njeoperimtepranueshem. Breziinjeantene me bandetengushtemundtepercaktohetsiperqindja e ndryshimittefrekuenceskundrejtfrekuencesqendrore. Ne sajeteketyreperkufizimevemundteshkruhenekuacionet e meposhtmesivijon

34. Njeantenethuhet se eshte me breztegjerenesefH/fL=2 . kufH= frekuenca e larte fL= frekuenca e ulet fC= frekuencaqendrore

35. Matja e gjeresise se brezitngakoeficentiipasqyrimit.

36. Tipet e antenave Antenatndertohen ne forma tendryshmedhepermasa per tepershtatur tippet e aplikimeve wireless. Karakteristikate njeantenevarenshumenga: forma permasa tipi imaterialitnga e cilaperbehet.

37. Dipoligjysme valor Gjatesia e kesajanteneeshte e barabarte me gjysmen e gjatesise se vales , ashtusic e sugjeronemri. Dipoletmundtejete me ishkurterose me igjate se gjysma e gjatesise se vales

38. Antena dipole ushqehetnganjelinjetrasmetimi me dytela, kudyrrymat ne percjellesjaneshperndarjesinusoidaledhejanetebarabarte ne amplitude , por me drejtimtekundert . Prandajne sajeteefekteveteshuarjesnukndodhrrezatimingalinjat e trasmetimit. Sic tregohet ne fig rrymat ne tedykrahet e dipolitjane ne drejtimtenjejtedheatoprodhojnerrezatimindrejtimin horizontal.

39. Per ketearsye, per njeorientimvertikal , dipolirrezaton ne drejtim horizontal. Amplifikimitipikidipoliteshte 2 dB dhe ka njegjeresibrezirreth 10 %. Gjeresispektrale me fuqipergjysmuareshterreth 78 grade ne planin E dhedrejtueshmeriaeshte 1.64 (2.15 dB) me njerezistencerrezatimi 73 Ω. Figuratregonnje model rrezatimi per dipolingjysme valor\

40. Model irrezatimit per dipolingjysem vale

41. Antena me njepol

42. Antena me njepolrezultonne aplikimin e teorise se imazhittekdipoli. Ne sajetekesajteorie , nesenje plan eshteI vendosurme poshte ne nje element tevetem me gjatesiL / 2 duke trasportuarnjerryme, me pas kombinimiielementevedheimazhittesajvepronsinjedipole me gjatesiLpervec se rrezatimindodhvetem ne hapsirenmbiplan.

43. Per kete tip antene , drejtueshmeriaeshte e dyfishuardherezistenca e rrezatimiteshtepergjysmuarkurkrahasohet me dipolin. Per ketenje dipole gjysme valor mundteafrohetme cerekun e vales me njepol ( L / 2 = λ / 4 ). Vala me njepoleshteshume e perdorshme ne antenat mobile kuplaniipercjellshmerisemundtejetetrupiinjemakineose receptor itelefonit . Amplifikimitipikeshtecerekuigjatesise se vales me njepoleshte2-6 dB dhe kanjebrezrreth 10 % . Rezistenca e rrezatimiteshte 36.5 Ω dhedrejtueshmeriaeshte 3.28 (5.16dB) .

44. Modelirrezatimit per antenen me nje pol.

45. Antenat Loop Antena loop eshtenjepercjelles me formeteharkuar sin je rrethosenjekatrortembyllur me njehapsiretezbrazet ne njepercjelles per teformuarterminalet sic tregohet ne figure. Jane dytipeteantenave: antena loop elektrikishtvogla antenaloop elektrikishttemedha. Antena Loop rrethore e vogelAntena Loop katrore e madhe

46. Antenat Loop Nesenjeperimetritotal iantenes loop eshteivogelkrahasuar me gjatesine e vales ( L <<< λ),atehereantena loop thuhet se eshteeshteelektrikisht e vogel. Njeantene loop tipikeelektrikishte madhe ka perimetrin total afergjatesise se vale. Modelet e rrezatimitaferfushes per antena loop tevoglajanetendjeshme ne forme.

47. Model irrezatimi per Antena Loop tevogladhetemedha.

48. Antenat Loop Performanca e antenave loop mundtepermiresohet duke mbushurberthamen me ferrite. Kjondihmon ne rritjen e rezistences se rrezatimit. Per njeantene loop me gjatesi vale katrore , rrezatimieshte ne maksimum ne planin e njelaku (pergjateboshtit z). Ne planin e lakut, ka njenul ne drejtimparalel ne anteneqepermbanushqyesin ( pergjateboshtit x), gjendetnje lob ne drejtimperpendikular me anenqe e permbanushqyesin ( pergjateboshtit y). Antenat loop ne pergjithesijaneantenamarreseshumepopullore. Antenat loop me njerrotullimperdoren ne faqosjedheantenat loop me shumerrotullimeperdoren per marresAM broadcast.

49. Antenatspirale

50. Njeantenemundteoperoje ne nje nr tendryshemmenyrash, megjithatedymenyratkryesorejane: menyranormale ( rrezatimitegjere) dhemenyraboshtore. Kurnje diameter injeheliksieshteshumeivogelikrahasuar me gjatesine e vales, atehereantenaoperon ne menyrenormale. Megjithate, kurperimetriiheliksiteshte ne rend gjatesivale,atehereantenaspiralethuhet se operon ne menyreboshtore: