ANTEN

ANTEN; Aim. Antenne (f), Fr. Antenne, İng.
Antenna. Elektromanyetik dalgaları yaymak veya
yakalamak için kullanılan elektronik devre elemanı.
Antenler vericilere bağlı olarak kullanıldıklarında,
enerjilerini, frekansı ayarlanabilir bir
“güç osilatörü”nden alırlar. Küçük bir kısmı ısıya
çevrilip harcanan enerjinin geri kalan bölümü, anten
tarafından boşluğa yayılır. Alıcılarla birlikte
kullanılan antenlerin vazifesi ise, boşluktaki elektromanyetik
enerjiyi yakalayıp, bunu bir transmisyon
hattı vâsıtasıyla alıcı devreye iletmektir.
Alıcı ve verici antenleri, fizîkî özellikleri nazara
alındığında, farksızdırlar. Hattâ, bir anten aynı
anda hem alıcı hem de verici vazifesi görebilir.
Uzun mesâfeler arasında bilgi (ses, görüntü
vb.) taşınması kablo ile yapıldığında zor ve masraflıdır.
Ayrıca, uzun hatların çekilmesi ve dâimî
bakımının getirdiği bir çok teknik problem vardır.
Bilgi taşınması işinde elektromanyetik dalgalardan
istifâde edildiğinde, bu dalgaları yüksek enerji ile
atmosfere (veya uzay boşluğuna) bırakabilecek
elemanlar gerekir. Yine, boşlukta yayılmakta olan
elektromanyetik dalgalardan maksada uygun olanını
yakalayıp kuvvetlendirdikten sonra alıcı cihaza
aktarmak îcâbeder. İşte anten, bu iki temel ihtiyâca
cevap veren elemandır.
Antenlerin genel çalışma prensibi, alternatif
akımın bir iletkenden geçerken elektromanyetik
alan meydana getirmesi ile ilgilidir. Paralel iki
iletkenin meydana getirdiği elektromanyetik alanlar,
birbirlerinin tesirlerini yok ederler. Bu duruma
mâni olmak için antenler husûsî şekilde ayarlanmış
bir çift iletkenden îmâl edilirler.Elektronik özellikleri açısından anten, seri rezonans
devresine eşdeğerdedir. Seri rezonans devresinde
en fazla akım rezonans frekansından geçer.
Akımın fazla olması, anten etrafındaki elektromanyetik
alanın fazla olması demektir. Dalga boyu
ile yayılan elektromanyetik enerjinin frekansı
arasında şu bağıntı vardır:
C/f= A,
Bu formülde, X (Lamda) yayılan enerjinin dalga
boyunun metre cinsinden değeri; C, ışık hızı
(3.108 m/s); f ise Hertz cinsinden frekans değerini
ifade eder.
En fazla elektromanyetik enerji antenin boyu
dalga boyuna eşit olduğunda yayılır. Düşük frekanslarda
kullanılan antenler daha basit ve yapımı
kolaydır. Buna karşılık boyları büyük olur. Frekans
yükseldikçe antenler küçülür; fakat karmaşık bir
hal alır ve yapımı zordur.
Antenden, elektromanyetik enerjinin uzaya
yayılışı: Alternatif akım, yönü ve şiddeti zamana
göre değişen bir akımdır. Yâni antenin boyu dalga
boyuna eşit olduğundan antenin bir ucu zamanla
hem artı (+) hem de eksi (-) olmaktadır.
Bu durumda, antendeki akım da bir ileri, bir geri
doğru akmaktadır. Elektron akışı eksiden artıya
doğru iken, elektrikî alan artıdan eksiye doğrudur.
Antende akım ortada en fazla, uçlarda (açık
devre olduğundan) sıfırdır. Buna karşılık gerilim
uçlarda en fazla, ortada sıfırdır.
Antenler teoride şu beş kritere göre sınıflandırılırlar:
1. Kullanılma şekli: Alıcı, verici;
2. Kullanılma yeri: Radyo, TV, radyoteleskopi
vb.;
3. Fizikî şekil: Parabolik, Vi vb.;4. Yayın yönü: Omnidireksiyonel (Her yöne
dönük), direktif (tek yöne dönük);
5. Yayın frekansı: VHF, UHF vb.
Pratikte ise antenler iki ana bölümde incelenirler:
1. Çeyrek dalga antenleri (Markoni anteni):
Uzunluğu dörtte bir dalga boyunda olan antenlerdir.
Diğer dörtte birlik kısımları ise topraktan tamamlanır.
Antenin özelliği kısa olması ve taşınabilen
verici ve alıcılarda kullanılmasıdır. Antende
meydana gelen elektrikî ve manyetik alanlar yarım
dalga antenin aynıdır. Fakat 1/4’lük kısmı toprak
altında imiş gibi devresini tamamlar. Anten giriş
dirençleri yaklaşık 36 ohm civârmdadır. Genellikle
dikey olarak kullanılırlar.
2. Yarım dalga antenleri (Hertz anteni): Bu
antenler yarım dalga uzunluğundadır. Genlik modülasyonlu
alıcı ve vericilerde kullanılır. Yerden oldukça
yükseğe yatay olarak kurulurlar. Bunlar orta
ve yüksek frekanslarda geniş kullanma alanları
bulurlar. Yüksek frekanslarda dikey olarak da
kullanılabilirler.
Yarım dalga antenleri çok yerde kullanıldığından
bâzı ilâveler yapılarak değişik tipte yarım
dalga antenler geliştirilmiştir. Bunlardan en önemlisi
birçok TV yayınlarında kullanılan “Dipol” antendir.
Dipol anten: Ortadan beslemeli yarım dalga
boyunda bir antendir. Frekans modülasyonlu
FM/UKW alıcı ve vericilerde de yaygın olarak
kullanılır. Yatay ve dikey olarak kullanmak mümkündür.
Dipolun empedansı 73 ohm’dur. Antenin kalınlığı
arttıkça dipolun empedansı azalır. Antenin
giriş uçları arasındaki mesâfe arttıkça empedansı
artar.Katlanmış dipol: Katlanmış dipol antenin
uzunluğu bir tam dalga boyundadır. Empedansı
yaklaşık 300 ohm kadardır. Antenin yapıldığı iletkenin
çapı (d), iletkenlerin eksenleri arasındaki
mesâfe (a) arttıkça empedans azalır. Giriş uçları
arasındaki mesâfe (s) arttıkça empedans artar.
Yagi dizisi: Katlanmış dipolle birlikte iki veya
daha fazla elemana sâhib olan diziye “çok elemanlı
yagi dizisi” denir. En basit dizi; üç elemanlı
bir yansıtıcı, bir dipol ve bir yönlendiriciden
meydana gelir. Diziye ilâve edilen elemanlar genellikle
yönlendirici elemandır ve dipole belirli
mesafelerde yerleştirilir. Bu elemanlar antenin kazancını
arttırır, fakat yön önem kazanır. Yâni, dizinin
alış yönü tek yöndür, yansıtıcı, gelen sinyali
esas antene yansıtır.
Antenlerde bulunan önemli özellikler:
Yön: İstenen en önemli özelliklerinden biri
olup, yayının olduğu doğrultu ile ilgilidir. Özellikle
yüksek frekansta ve yönlendirilmiş vericilerde,
alıcı anteni verici antenine doğru olmalıdır.
Güç: Antene gelen sinyallerin kayba uğratılmadan
alıcıya tam güçle nakledilmesi, antenin direnci,
antenle alıcıyı birbirine bağlayan
iletken(transmisyon) hattın, direnci ve alıcının giriş
direncinin birbirine eşit olması ile mümkündür.
Eğer bu üç elemandan (yâni anten direnci, iletkenin
direnci, alıcının giriş direnci) biri diğerine uymuyorsa,
araya empedans (elemanın alternatif akıma
karşı gösterdiği direnç) ayarlayıcı transformatörler
koymak gerekir.
Polarizasyon: Yayınlanan dalganın polarizasyonu
elektrikî alanın hareket yönü olarak târif
edilir. Elektrikî alan toprak yüzeyine dik olarak hareket
ediyorsa “dikey polarizasyonlu anten” denir.
Elektriki alan toprak yüzeyine yatay olarak hareket
ediyorsa buna da “yatay polarizasyonlu anten”
denir.
Verici anteni yatay polarizasyonlu ise alıcı
antenin de yatay kurulması gerekir. Aksi takdirde
verimli bir alış yapılamaz. Düşük ve orta frekanslarda
dikey polarizasyonlu antenler kullanılır.
Çünkü yerden yansıyan dalgalar da bu durumda iş
görmektedir. Yüksek frenkansta ise yatay polarizasyon
tercih edilir. Sebebi ise, tabiî ve kaynağı insan
olan gürültü ve parazitlerden daha az etkilenmesidir.
VHF (çok yüksek frekans) ve UHF (ultra
yüksek frekans)da yatay veya dikey polarizasyon
yeterli gelmektedir. Dikey polarizasyonlu bu antenlerde,
diğer istasyonların karışmaları daha az
olur. 100 MHz’in altındaki frekanslarda dikey polarizasyonlu
antenler daha faydalı olmaktadır. Engebeli
arazide daha çok dikey polarizasyon etkilidir.
Yatay polarizasyonda antenin yerden yüksekliği
çok önemli değildir. Özellikle frekans modülasyonlu
ve puls (darbe) modülasyonlu sinyallerinyayılmasında yatay polarizasyon çok kullanılır.
Anten sistemindeki kayıplar:
1. Antene yakın olan bina, ağaç, dağ ve benzeri
maddeler antenden alman enerjinin bir kısmını
emerler. Bu elemanlar özellikle antenin uç kısmından
uzak tutulmalıdırlar.
2. Antenden yayılan güç, antenin yayın direnci
(antenin yayılan frekansa gösterdiği direnç)
ile orantılıdır ve akımının karesi ile yayın (radyasyon)
direncinin çarpımına eşittir. (I2a.Rr). Antenin
yayın direncini azaltan tesirler, yayılan faydalı
gücü de azaltır.
3. Antende ısı olarak harcanan kayıp güç vardır.
Bu da antenin omik direnci denilen (doğru
akıma karşı gösterdiği direnç) dirençle anten akımının
karesinin çarpımına eşittir. (I2a.Ro). Bu direnç
ne kadar küçük olursa boşa harcanan enerji de
o kadar az olur.
4. Bir ucu topraklı antenlerde iyi topraklama
yapılmadığında da kayıplar meydana gelir. Bunun
için topraklamanın, büyük bakır levhaları toprağa
gömerek yapılması gerekir.
5. Anten yakınlarındaki iletken yüzeyler antenden
çıkan enerjiyi antene geri yansıtır. Bu sebeple
anten, mümkün olduğu kadar metal çatı ve
binâlardan, direklerden uzak bulundurulmalıdır.
6. Anteni yalıtan izolatörler, elektrik akımını
mümkün olduğu kadar az geçirmelidir. Tam yalıtkan
yoktur, her yalıtkan belli frekans ve voltajda
bir sızıntı akımı geçirir. Rutubetli havalarda
izolatör kayıpları artar. Bu sebeple iyi cins yalıtkanlar
kullanılmalıdır. En iyi yalıtkan iyi porselendir.
7. Anten etrafındaki hava, yüksek voltaj te’siriyle
iyonize olarak antenden toprağa akım geçirir.
Buna “krona kaybı” denir. Antenin uzunluğu
arttıkça uçları arasındaki voltaj farkı azalır.
Her tip antenin kendine göre faydalı ve zararlı
tarafları vardır. Bu sebeple ilim adamları çalışmalar
yaparak çok değişik tipte (fakat temeli yukarda
anlatılan iki esas tipte olmak üzere) antenler
geliştirmişlerdir. Radar antenleri, parabolik
antenler, horn antenler bunlara misaldir. Antenin
boyunu uzatmak için antene seri bobin; boyunu kısaltmak
için ise seri kondansatör bağlanır. Bunlar
ayarlı yapılarak, anten uzunluğu hassas olarak
ayarlanabilir.