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Pourquoi les antennes Yagi peuvent-elles focaliser les signaux et améliorer considérablement les communications sans fil ?
Dans la technologie moderne du 21e siècle, les communications sans fil se développent plus rapidement que jamais. Au cours de ce processus, différentes technologies d’antennes ont émergé les unes après les autres, parmi lesquelles l’antenne Yagi est sans aucun doute l’une des plus influentes. Depuis que cette antenne a été proposée pour la première fois en 1926, elle a été largement utilisée dans divers systèmes de communication sans fil, notamment la radiodiffusion, la réception de télévision et la transmission de données sans fil. Cet article examinera de plus près le fonctionnement de l’antenne Yagi et pourquoi elle peut focaliser les signaux pour améliorer les communications sans fil.
Structure de base de l'antenne Yagi
Les antennes Yagi sont généralement constituées de nombreux éléments métalliques parallèles, dont un élément entraîné et d'autres réflecteurs et directeurs appelés « éléments parasites ». L'élément moteur est connecté à un émetteur ou un récepteur radio et transmet le signal via la ligne de transmission. Les éléments parasites, en revanche, n'ont pas de connexion électrique et sont principalement utilisés pour recevoir et réémettre des signaux afin de modifier le diagramme de rayonnement.
Grâce à sa conception unique, l'antenne Yagi peut focaliser efficacement le signal, améliorant ainsi le signal dans une direction spécifique.
Principes de focalisation des signaux
Le cœur de l'antenne Yagi réside dans le réglage de ses éléments parasites. Le réflecteur est généralement situé derrière l'élément d'entraînement et est légèrement plus long que l'élément d'entraînement, tandis que le directeur est situé devant et est légèrement plus court que l'élément d'entraînement. Le réglage de la longueur et de la position relatives de ces éléments peut modifier la relation de phase du signal, provoquant ainsi une amélioration du signal ou des effets destructeurs.
Interaction des ondes électromagnétiquesLorsque l'élément moteur émet des ondes électromagnétiques, l'élément parasite peut recevoir le signal de l'élément moteur et le réémettre. Selon leur taille et leur position relative, le signal de l'élément parasite peut interagir avec le signal de l'élément entraîné à différentes phases. Cette conception améliore la puissance du signal directement devant la caméra, tout en supprimant le signal rayonnant vers l'arrière.
Cette conception permet à l'antenne Yagi d'atteindre jusqu'à 20 dBi de gain dans une direction spécifique tout en supprimant le rayonnement des signaux inverses.
Large application de l'antenne Yagi
Dans les applications pratiques, les antennes Yagi sont souvent utilisées dans les liaisons de communication sans fil fixes, les systèmes radar et les communications à ondes courtes longue distance en raison de leur directivité et de leur rapport de diffusion élevés. L'utilisation la plus connue est celle d'antenne de télévision terrestre sur le toit. En raison de sa structure relativement simple et de son faible coût de construction, l'antenne Yagi est très adaptée aux utilisateurs domestiques.
Conception créative et optimisation des performances
En plus de la conception de base Yagi, les ingénieurs RF ont utilisé de nombreuses méthodes innovantes pour améliorer les performances de l'antenne Yagi. Par exemple, des réflecteurs triangulaires et des conducteurs de plus grand diamètre sont utilisés pour étendre sa bande passante, le rendant ainsi adapté à la transmission de signaux dans différentes bandes de fréquences. De plus, certaines antennes Yagi avancées utilisent la technologie de piège pour réaliser un fonctionnement multifréquence afin de répondre aux besoins de différents utilisateurs.
La flexibilité de ces conceptions permet aux antennes Yagi non seulement de répondre aux besoins professionnels, mais peuvent également être utilisées dans les opérations de radio amateur.
Défis et opportunités futurs
Bien que les antennes Yagi aient joué un rôle important dans les communications sans fil, elles sont toujours confrontées à des défis avec l'émergence de nouvelles technologies, telles que le développement de la technologie d'antenne MIMO (entrées multiples, sorties multiples). Les recherches futures se concentreront probablement sur l’amélioration de sa bande passante et de son efficacité, et sur l’intégration des dernières technologies de matériaux pour améliorer encore ses performances.
À l'ère de la technologie en constante évolution, nous ne pouvons nous empêcher de nous demander comment l'espace de développement et les futures applications possibles des antennes Yagi vont évoluer ?
