برای اینکه بدانید آنتن مخابراتی با 1 میله چگونه کار میکند؟ مقاله زیر را مطالعه فرمائید.
روش کارکردن آنتن مخابراتی بیسیم به این شکل است که ، فرض کنید که در یک ایستگاه رادیویی هستید و می‌خواهید صدای خود را به دوردست‌ها بفرستید. میکروفون صدای شما را که موجی مکانیکی است، تبدیل به سیگنال الکتریکی میکند. مداری که در آنجا تعبیه شده است، با صرف انرژی، سیگنال‌های الکتریکی را به یک ساختار فلزی خاص، موسوم به آنتن ارسال میکند. در واقع با به وجود آوردن جریان الکتریکی در آنتنِ مذکور، الکترون‌های آن در امتداد آنتن حرکت کرده و همان‌طور که از قوانین پایه فیزیک الکتریسیته و مغناطیس می‌دانیم، بار متحرک تولید میدان‌های الکتریکی و مغناطیسی عمود برهم، یعنی امواج الکترومفناطیسی می شود.
سیگنال الکتریکی در آنتنِ مذکور، الکترون‌های آن در امتداد آنتن حرکت کرده و همان‌طور که از قوانین پایه فیزیک الکتریسیته و مغناطیس می‌دانیم، بار متحرک تولید میدان‌های الکتریکی و مغناطیسی عمود برهم، یعنی امواج الکترومغناطیسی می شود.این امواج در هوا با سرعتی نزدیک به سرعت نور منتشر می‌شوند. امواج رادیویی و مایکروویو به واسطه طول موج خیلی بلندی که دارند، می‌توانند در مسیرهایی طولانی منتشر شوند. طیف الکترومغناطیسی از فرکانس های کم (طول موج زیاد) شروع و به صورت پیوسته تا فرکانس‌های بالا (طول موج کم) گسترش می‌یابد.
حال اگر شخصی آنتنِ رادیو خود را باز کرده و در جهت فضایی مناسبی باشد، می‌تواند این امواج الکترومغناطیسی که حاوی اطلاعات است را دریافت کند. در واقع آنتن رادیو در حکم گیرنده است.
امواج الکترومغناطیسی به هنگام برخود با آنتنِ رادیو، انرژی خود را به الکترون‌های آنتن داده و در نتیجه الکترون‌های آنتنِ فلزی به نوسان در می‌آیند. می‌توان گفت مطابق با قانون القای فارادی، جریان الکتریکی در آنتن شکل می‌گیرد.این جریان الکتریکی، همان سیگنال‌های الکتریکی ارسال شده توسط آنتن فرستنده هستند که به وسیله بلندگو رادیو، به امواج مکانیکی (صوت) تبدیل می‌شوند.
نحوه طراحی آنتن مخابراتی با 1 میله
آنتن های فرستنده و گیرنده در اغلب کاربردها طراحی و ساختاری مشابه دارند. به طور مثال آنتن فرستنده و گیرنده در دو بیسیم یک شکل و یک اندازه است. با این حال در برخی کاربردهای خاص، آنتن فرستنده می‌تواند بسیار بزرگ‌تر و قوی‌تر از آنتنِ گیرنده باشد. به طور مثال در ایستگاه‌های پخش تلوزیونی و رادیویی ، آنتن های فرستنده دکل های بسیار بزرگ با توان ارسالی خیلی زیادی هستند چرا که باید مسافت خیلی زیادی را پوشش دهند. این در حالی است که آنتن گیرنده تلویزیون یا رادیو تنها یک میله فلزی ساده است.
پارامتر‌های اساسی آنتن مخابراتی
پارامتر‌های مختلفی برای طراحی یک آنتن مطرح می‌شوند، می‌توان گفت مهم‌ترین این پارامتر‌ها، ۳ پارامتر سمت‌گرایی (جهت)، گین و پهنای باند است. در زیر به معرفی این ۳ پارامتر می‌پردازیم.
1. سمت گرایی (Directionality)
آیا تا به حال سعی در تنظیم یک آنتن مخابراتی با 1 میله داشته اید تا کیفیت سیگنال دریافتی را افزایش دهید؟ در واقع شما سعی داشتید تا زاویه مناسب آنتن را جهت دریافت بهتر امواج الکترومغناطیسی پیدا کنید.به عنوان مثال به هنگام گوش دادن به رادیو AM با چرخش رادیو کیفیت سیگنال دریافتی بهتر می‌شود.
این بدین معنی است که آنتن سیم‌پیچ به دور هسته فریب در رادیو یک آنتنِ جهت دار است. با چرخش رادیو به طوری که مولفه میدان مغناطیسی امواج رادیویی AM بیشترین اثر را بر سیم‌پیچ بگذارد، کیفیت سیگنال بهتر می‌شود ، آنتن مخابراتی FM در رادیو آنتن جهت داری نیست، اگر کیفیت امواج در محیط مناسب باشد، با باز کردن آنتن تلسکوپی رادیو در هر جهتی می‌توان کیفیت مطلوبی را دریافت نمود.این امر را توسط پارامتری موسوم به سمت‌گرایی توصیف می‌کنند. البته پارامتر سمت‌گرایی در همه جا امر مطلوبی نیست. به طور مثال آنتن گیرنده موبایل یا گیرنده‌های GPS باید کمترین میزان سمت‌گرایی را داشته باشند، چرا که باید بتوانند در هر وضعیتی حداکثر امواج را دریافت کنند.
گین (Gain)
گین یا همان بهره آنتن مخابراتی یکی از مهم‌ترین پارامترهایی است که در طراحی آنتن باید به آن توجه کرد. یک رادیو یا تلویزیون بدون آنتن، سیگنالی به شدت ضعیف و پر نویز را می‌گیرد. دلیل این اتفاق این است که سایر قسمت‌های فلزی موجود در آن‌ها به عنوان آنتن عمل کرده که در جهت خاصی متمرکز نیستند. حال با اضافه کردن یک آنتن در جهت مناسب، سیگنال بسیار بهتری دریافت خواهیم کرد؛ در واقع باعث افزایش گین یا بهره‌وری سیگنال شده‌ایم.گین یا بهره در واحد «دسی‌بل» (Decibels) اندازه‌گیری می‌شود. به عنوان قاعده‌ای کلی به یاد داشته باشید که هرچه گین یک آنتن بیشتر باشد، سیگنال ارسالی یا دریافتی بهتری خواهید داشت.
پهنای باند (Bandwidth)
BW آنتن مخابراتی، دامنه فرکانسی (یا طول موج) است که در آن به طور موثر کار میکند. پهنای باند وسیع‌تر، این امکان را به ما می‌دهد که رنج وسیعی از امواج الکترومغناطیسی با فرکانس‌های مختلف را انتخاب کنیم. به عنوان مثال چندین کانال مختلف تلویزیونی با فرکانس‌های مختلف (اما نزدیک بهم) را یکجا داشته باشید.البته برای کاربردهای خاصی که ارتباط شما در فرکانسی خاص برقرار است، بهتر است که پهنای باند آنتن کم باشد تا نویز پذیری آن کاهش یابد.
نتیجه گیری عملکرد آنتن مخابراتی
آنتن مخابراتی با 1 میله در واقع می تواند هرچیزی باشد ، برای مثال شما یک کابل کواکسیال که شیلد داشته باشد را به طول 10 متر اگر از روی سقف تا پایین قرار دهید ، در خروجی این کابل اگر یک LED معمولی قرار دهید روشن خواهد شد ، به این دلیل که امواج اطراف با جریان ضعیف جذب این کابل خواهند شد ، در واقع این کابل به مانند یک آنتن عمل می کند. در شبکه های بیسیم آنتن مخابراتی با 1 میله بسیار دیده می شود.