آنتن چیست؟ آنتن دستگاهی است که برای ارسال و دریافت سیگنال‌های اطلاعاتی از آن استفاده می‌شود. آنتن برای اولین بار در سال 1888 توسط مهندسان آلمانی طراحی شد. این دستگاه‌ها برای برقراری ارتباطات بی سیم طراحی شده‌اند و امکان پخش کردن سیگنال‌های رادیویی و سیگنال‌های مایکروویو را هم دارند. به صورت کلی آنتن یک دستگاه فرستنده و گیرنده است که روی یک باند فراکنس باریک کار می‌کند.
آنتن چگونه کار می‌کند؟
آنتن‌ها مسئول انتقال و جمع آوری پرتوهای الکترومغناطیسی هستند. سیگنال‌های الکتریکی ابتدا از خط ارسال جمع آوری می‌شوند و سپس به سیگنال‌های رادیویی تبدیل می‌شوند. همین پروسه به صورت برعکس برای دریافت نیز اتفاق می‌افتد. یعنی آنتن امواج رادیویی را دریافت کرده و سپس آنها را به سیگنال‌های الکتریکی تبدیل می‌کند.
بارهای متحرک، امواج الکترومغناطیسی تولید می‌کنند. زمانی که بار نوسان می‌کند، میدان مغناطیسی هم تغیر می‌کند، و این تغییر میدان الکتریکی موجب جا به جایی جریان می‌شود. در کار آنتن از معادلات ماکسول استفاده می‌شود. زمانی که میدان الکتریکی ایجاد می‌شود، میدان مغناطیسی هم به وجود می‌آید.
قانون آمپر فرمولی است که برای محاسبات مربوط به تولید میدان‌های الکتریکی و مغناطیسی مورد استفاده قرار می‌گیرد.انرژی که وارد آنتن می‌شود به امواج الکترومغناطیسی تبدیل می‌شود. جریان سیگنال‌ها موجب ساطع شدن این جریان می‌شود. تبدیل میدان مغناطیسی به میدان الکتریکی نیز با قانون فارادی انجام می‌پذیرد.
آنتن چه کاربردی دارد؟
دلایل زیادی برای نیاز و استفاده از ما از آنتن‌ها وجود دارند اما اصلی‌ترین دلیل برای این که ما چرا از آنتن‌ها استفاده می‌کنیم، این است که آنتن‌ها راهی ساده و آسان برای انتقال سیگنال‌ها و داده‌ها در اختیار ما می‌گذارند. آن هم در شرایطی که انجام این کار با متدهای دیگر غیر ممکن است. آنتن اولین و بهترین وسیله برای برقراری ارتباطی بی سیم است که ظرفیت‌های فوق العاده زیادی هم دارد.
به عنوان مثال یک هواپیما را در نظر بگیرید که خلبان آن قصد دارد تا با پرسنل کنترل ترافیک هوایی صحبت کند. منطقی نیست که یک سیم ارتباطی بین کابین خلبان در جلو، و پرسنل ATC در عقب هواپیما کشیده شود، چرا که می‌توان با استفاده یک آنتن ساده این ارتباط را برقرار کرد. یا مهم تر از آن ارتباط خلبان با برج مراقبت فرودگاه را در نظر بگیرید.
ارتباطات بی سیم امروزه به یک گزینه عملی تبدیل شده‌اند و آنتن‌ها هم دروازه ورود به آن هستند. البته هنوز هم شرایط مختلفی وجود دارند که استفاده از کابل در آنها بر استفاده از آنتن ترجیح دارد (مانند اینترنت پر سرعت کابلی، شبکه کردن کنسول های گیمینگ و غیره).
انواع آنتن
حالا که کمی با آنتن‌ها و کاربرد حیاتی آنها در دنیای امروز آشنا شدید، بهتر است کمی جلوتر برویم و انواع آنتن را هم معرفی کنیم. آنتن‌ها انواع و دسته‌بندی‌های مختلفی دارند که هر کدام از انواع اصلی آن نیز زیر شاخه‌های خودشان را دارند. در زیر به برخی از رایج‌ترین انواع آنتن‌ها اشاره می‌کنیم:
- آنتن‌ها سیمی
- آنتن‌های دوقطبی کوتاه
- آنتن‌های دو قطبی
- آنتن‌های حلقه‌ای
- آنتن‌ها تک قطبی
- آنتن‌ها لگاریتمی دوره‌ای
- آنتن‌های پاپیونی
- آنتن‌های لگاریتمی دوره‌ای
- آنتن‌های لگاریتمی دوره‌ای دو قطبی
- آنتن‌ها اپرچر
- آنتن‌های شکافدار
- آنتن‌های بوقی
- آنتن‌های میکرواستریپ
- آنتن پچ میکرواستریپ مستطیلی
- آنتن پچ ربع موجی
- آنتن‌های بازتابی (Reflector)
- آنتن‌های بازتابنده صفحه تخت
- آنتن‌های بازتابنده گوشه‌ای
- آنتن‌های بازتابنده سهمی
- آنتن‌های لنز
- آنتن‌های موج-سفری (Travelling-wave Antennas)
- آنتن‌های سیم بلند
- آنتن‌های Yagi–Uda
- آنتن سیمی حلزونی
- آنتن مارپیچ
- آنتن‌های آرایه‌ای
- آنتن آرایه‌ای دو المنتی
- آنتن آرایه‌ای خطی
- آنتن‌های آرایه‌ای فازی
آنتن در گوشی تلفن همراه
همانطور که اشاره کردیم کاربرد آنتن‌ها برای دریافت و انتقال سیگنال‌ها است. بدون وجود آنتن گوشی شما نمی‌تواند تماس یا پیام دریافت کند یا به اینترنت متصل شود. گوشی‌ها سیگنال‌های رادیویی را تنها از طریق آنتن است که می‌توانند دریافت کنند. آنتن گوشی شما، هم به عنوان پخش کننده عمل می‌کند و هم به عنوان یک انتقالگر.
زمانی که با گوشی تماس می‌گیرید، گوشی صدای شما را به سیگنال‌های رادیویی تبدیل کرده و آنها را به نزدیک‌ترین دکل مخابراتی منتقل می‌کند و سپس دکل آنها را برای کسی که در حال صحبت با او هستید می‌فرستد. پس از آن این سیگنال‌ها به سیگنال‌های الکتریکی تبدیل شده و بعد دوباره به صدا تبدیل می‌شوند و این اتفاق به شکل برعکس هم رخ می‌دهد تا شما هم بتوانید صدای طرف مقابل را بشنوید.
در سال‌های گذشته گوشی‌های تلفن همراه از آنتن بزرگی که در خارج از قاب گوشی قرار داشتند استفاده می‌کردند. اما کم کم و با پیشرفت تکنولوژی این آنتن‌ها کوچک‌تر شده و در قاب داخلی گوشی جای گرفتند. بیشتر گوشی‌های هوشمند امروزه بسیار شبیه هم هستند و جای آنتن تقریباً در تمام آنها یکی است.
تقریباً در همه گوشی‌های هوشمند آنتن در قسمت پایینی گوشی قرار گرفته است. دلیل این جای گذاری به خاطر الزامات استاندارد SAR است، تا وقتی کاربران تلفن را در کنار سر خود قرار می‌دهند، امواج رادیویی مضر بیشترین فاصله را با مغز داشته باشند. البته آنتن‌های مختلفی در گوشی‌های تلفن همراه وجود دارند که برای اهداف متفاوتی جای گذاری شده اند. رایج‌ترین آنتن‌های به کار رفته در گوشی‌های تلفن همراه عبارتند از:
- آنتن GPS
- آنتن وای فای
- آنتن بلوتوث
سیگنال چیست؟
سیگنال‌ها در واقع ولتاژها، جریان‌ها یا میدان‌های الکترومغناطیسی هستند که حامل اطلاعت اند. سیگنال‌ها می‌توانند از نوع آنلوگ باشند یا از نوع دیجیتال. سیگنال در واقع یک نوع پیام رمزمگاری شده است که در شبکه جا به جا می‌شود و اطلاعات مورد نظر را منتقل می‌کند.
مقاله آموزشی مرتبط: APN چیست؟
