Co to jest antena koncentryczna?
Antena koncentryczna służy do przewodzenia fal o częstotliwości radiowej (RF) o określonej częstotliwości między urządzeniami elektronicznymi, takimi jak globalne systemy pozycjonowania (GPS), telefony bezprzewodowe, systemy bezprzewodowej sieci lokalnej (WLAN) oraz systemy komunikacji w budynkach, tunelach, jednostki transportu publicznego oraz dla służb ratowniczych. Celem anteny jest zarówno ekranowanie, jak i kierowanie określonego sygnału RF, tak aby docierał do miejsca docelowego o największej sile i najmniejszych zniekształceniach lub zakłóceniach pochodzących od innych sygnałów. Pierwszy patent na antenę koncentryczną w Stanach Zjednoczonych (USA) został złożony w 1937 roku przez Arnolda B. Baileya podczas pracy w Bell Telephone Laboratories.
Podstawowymi cechami anten koncentrycznych są niskie tłumienie lub utrata sygnału z powodu sprzężenia; są zarówno silne, jak i stabilne; i są łatwe w instalacji. Wymagania instalacyjne obejmują utrzymywanie anteny w odległości co najmniej 4 cali (około 10 cm) od ścian, stosowanie niemetalowych i nieprzewodzących zacisków do utrzymywania anteny w miejscu, unikanie metalowych konstrukcji w pobliżu anteny i zapewnianie ochrony przed kurzem i brud. Wszystko, co osadza się na osłonie anteny koncentrycznej, może ostatecznie spowodować zniekształcenie lub utratę sygnału.
Najczęściej stosowana antena rurowa składa się z wewnętrznego przewodu, koncentrycznego dielektryka, zewnętrznego przewodu, miki barierowej i zewnętrznej osłony. Przewody wewnętrzne są wykonane z litej miedzi lub miedziowanego drutu aluminiowego, a przewody zewnętrzne są zwykle miedzianymi rurkami lub nakładającymi się, frezowanymi i szczelinowymi taśmami miedzianymi. Koncentryczny dielektryk między przewodnikiem wewnętrznym i zewnętrznym stanowi piankowy rdzeń, który zapewnia ochronę przed wypadkami, które mogłyby wpłynąć na odbiór i transmisję sygnału. Sygnały RF przewodzące przez miedź powodują, że miedź się nagrzewa, więc taśma barierowa miki chroni antenę przed przegrzaniem, które może powodować zniekształcenie sygnału. Poszycie zewnętrzne wykonane jest z elastycznego termoplastu polietylenowego, który działa jako środek ogniochronny.
Ponieważ konstrukcja jest bardzo podobna, kable koncentryczne mogą być również używane jako anteny koncentryczne. Anteny koncentryczne różnią się jednak od podstawowych cech kabla koncentrycznego. Fala poprzecznego elektrycznego trybu magnetycznego (TEM), która powstaje i rośnie wewnątrz anteny, promieniuje na zewnątrz, w przeciwieństwie do standardowych kabli koncentrycznych. Małe szczeliny lub otwory w zewnętrznym miedzianym przewodzie anteny mogą tworzyć mechanizm sprzęgający między wnętrzem anteny a otoczeniem zewnętrznym względem anteny koncentrycznej.
Anteny mogą być skonfigurowane jako tryb sprzężony lub tryb promieniowania. Rozmiar, położenie, kształt i odległość otworów przewodnika determinują mechanizmy sprzęgające anteny koncentrycznej i charakterystykę promieniowania. Tryb sprzężony oznacza, że otwory są umieszczone bliżej siebie niż częstotliwość robocza i że antena działa w szerokim zakresie częstotliwości. Tryb promieniowania oznacza, że otwory są rozmieszczone mniej więcej tak samo jak częstotliwość robocza i promieniują z wymaganą częstotliwością.