Antenă cu rezonator dielectric de tip BZT pentru comunicații radio

O antena este un dispozitiv electric ce transforma curentii electrici variabili in unde radio si invers. Aceasta este utilizata de obicei ca emitator, sau receptor radio. In transmisie, un emitator radio furnizeaza un curent electric variabil cu o frecventa din domeniul radio la bornele antenei, iar antena radiaza energia curentului electric sub forma de unde electromagnetice (unde radio). La receptie, antena capteaza o parte din energia unei unde electromagnetice, pentru a produce o mica tensiune la terminalele sale. Aceasta se aplica unui receptor, pentru a fi amplificata.

De obicei, o antena consta intr-un aranjament de conductori metalici, conectati electric (printr-o linie de transmisie) la receptor sau emitator. Un curent variabil prin antena va crea un camp magnetic variabil in jurul elementelor antenei, in timp ce sarcina electrica din aceasta, de asemenea variabila, creeaza un camp electric variabil de-a lungul elementelor. Aceste campuri variabile in timp radiaza departe de antena, in spatiu sub forma unei unde electromagnetice formate dintr-un ansamblu de campuri electrice si magnetice variabile, transversale. In schimb, in timpul receptiei, campurile electrice si magnetice ale unei unde radio exercita forte asupra electronilor din elementele antenei, facandu-i sa se miste intr-un sens si invers, creand curenti oscilanti in antena.

Primele antene au fost construite in 1888 de catre fizicianul german Heinrich Hertz in experimentele sale de pionierat pentru a dovedi existenta undelor electromagnetice prezise de teoria lui James Clerk Maxwell. Hertz a plasat antene dipol in punctul focal al unui reflector parabolic, atat pentru emisia cat si pentru receptia undelor radio. Rezultatele cercetarilor lui au fost publicate in Annalen der Physik und Chemie (vol. 36, 1889).

In ultimele 2 decenii, doua clase de noi antene au fost supuse investigarii: antena microstrip si antena cu rezonator dielectric. Ambele sunt recomandate pentru dezvoltarea retelelor de comunicatii moderne wireless.

Rezonatorii dielectrici sunt structuri dielectrice cu o permitivitate ridicata si un factor de calitate ridicat ce pot fi folositi ca dispozitive pentru stocarea energiei.

Deoarece antena cu rezonator dielectric are pierderi metalice neglijabile, este foarte eficienta cand se lucreaza la frecvente corespunzatoare undelor milimetrice. Materialele dielectrice cu pierderi mici se comercializeaza la preturi mici, fapt ce atrage inginerii sa aleaga antena cu rezonator dielectric cand creaza produse wireless.

Alimentarea (excitatia)

Modul operational al unei antene cu rezonator dielectric depinde de metoda de excitatie aplicata. Mai mult, mecanismul de cuplare afecteaza semnificativ frecventa de rezonanta si factorul Q de radiatie.

Au fost adoptate o serie de tehnici de excitare. Acestea includ sonda coaxiala, cuplarea aperturii cu o linie microstrip, cuplarea uperturii cu o linie coaxiala sau cu ghid de unda, linie microstrip pentru alimentare directa, alimentare coplanara, alimentare prin proba, fante in forma de linii, ghid de unda imprimat direct.

Metode de excitare pentru antena cu rezonator dielectric

Cele trei caracteristici importante ale unui rezonator ideal sunt o permitivitate relativa ridicata ?r pentru aplicatii ca rezonator dar nu foarte mare in cazul aplicatiilor milimetrice, pierderi dielectrice scazute (tangenta unghiului de pierderi dielectrice) si un coeficient scazut de variatie a temperaturii la frecventa de rezonanta ?f