Anten có lẽ là thành phần đơn giản nhất của bất kỳ dạng thiết bị thu hoặc truyền sóng vô tuyến nào và cũng là thiết bị quan trọng nhất – không có chúng, không có cách nào nhận hoặc gửi tín hiệu vô tuyến. Anten hiện đại có mặt trong tất cả các loại ứng dụng và tất cả chúng đều được tối ưu hóa cho các dải tần số cụ thể, nhưng công nghệ cơ bản đã có từ cuối thế kỷ XIX.

Quay trở lại những ngày đầu tiên, ăng-ten đã được sử dụng để chứng minh rằng sóng điện từ tồn tại, bởi Heinrich Hertz, nhà khoa học người Đức, tên của ông hiện được sử dụng làm đơn vị tần số của sóng (1000 Hz là 1000 chu kỳ mỗi giây). Việc tạo ra sóng vô tuyến để sử dụng thực tế đã xuất hiện vào cuối những năm 1800 và đầu những năm 1900, nhờ Guglielmo Marconi. Ông đã thử nghiệm với các hình dạng và kích cỡ khác nhau của ăng-ten và dần dần di chuyển chúng ra xa máy phát, cho đến năm 1902, ông đã gửi được tín hiệu qua Đại Tây Dương từ Cornwall đến một ăng-ten ở Newfoundland, Canada.

Anten hoạt động như thế nào?

Anten về cơ bản chỉ là dây dẫn điện được kết nối với máy phát hoặc máy thu. Theo nghĩa của dây dẫn, điều đó chỉ là một miếng kim loại, thường là đồng hoặc nhôm. Khi sử dụng, chúng có thể trông giống như những miếng nhựa khá to, nhưng nhựa tồn tại trong này vì ba lý do: để hỗ trợ dây có khả năng rất mỏng và giữ cho dây thẳng; để bảo vệ dây khỏi hư hỏng vật lý (uốn và đứt) và để ngăn chặn sự ăn mòn. Nhiều ăng-ten không có vùng nhựa bảo vệ như vậy, chẳng hạn như ăng-ten vô tuyến dạng ống lồng hoặc ăng-ten TV.

Sóng vô tuyến chiếm không gian lớn trong phổ điện từ với tần số khoảng từ 10 kHz (10.000 Hz) đến 100 GHz (100.000.000 Hz). Ví dụ, đài FM có dải tần từ 87,5 MHz đến 108,0 MHz, trong khi Wi-Fi được truyền và nhận ở 900 MHz, 2,4 GHz và 3,65 GHz.

Công việc của anten thu là “lắng nghe” tần số sóng vô tuyến mà nó đã được hiệu chỉnh bởi bộ thu sóng và anten phát sẽ gửi tín hiệu ở tần số mà nó xác định. Đó là lý do tại sao có thể có hàng nghìn tín hiệu vô tuyến, TV, Wi-Fi, Bluetooth, 4G và các tín hiệu vô tuyến khác bay trong không khí vào bất kỳ thời điểm nào, nhưng đài chỉ thu được một tín hiệu.

Các loại Anten

Các anten khác nhau được thiết kế cho nhiều mục đích. Nói chung (nhưng không nhất thiết), anten phải càng gần nguồn sóng điện từ thì càng nhỏ. Đó là lý do tại sao ăng-ten truyền hình truyền thống có chiều dài hơn một mét và nằm trên đỉnh của một tòa nhà nơi nó có thể “nhìn thấy” máy phát trên một đỉnh đồi xa, nhưng một ăng-ten RFID rất nhỏ nhưng có thể giao tiếp với một thiết bị khác miễn là chúng gần như chạm vào nhau. Hãy xem xét một số loại khác nhau.

Anten GPS

GPS hoạt động bằng cách nhận tín hiệu từ một loạt các vệ tinh quay quanh Trái đất. Các vệ tinh được đồng bộ hóa hoàn hảo với đồng hồ nguyên tử và vị trí của chúng được biết tại thời điểm truyền, vì vậy nếu thiết bị GPS của bạn có thể phát hiện ba tín hiệu riêng biệt, thì nó có thể tính toán chính xác vị trí của bạn trên Trái đất, chính xác đến từng phần của mét. Trong thực tế, bạn thường có thể phát hiện từ sáu đến mười vệ tinh, vì vậy các thiết bị này có độ chính xác đáng kinh ngạc.

Anten GPS được tích hợp trong điện thoại rất hữu ích cho việc định vị địa lý tương đối chính xác, đủ tốt để điều hướng cơ bản, nhưng để có độ chính xác dưới một mét, bạn cần một anten GPS chuyên dụng đặt cách xa thiết bị. Anten GPS cần phải di động (bạn không cần tính toán vị trí của đối tượng tĩnh), vì vậy càng nhỏ càng tốt.

Anten cho GSM

GSM là Hệ thống Thông tin Di động Toàn cầu, một tiêu chuẩn được phát triển vào những năm 1990 cho điện thoại di động và các thiết bị được kết nối khác. Nó khai thác kết nối di động thế hệ thứ hai (2G), báo trước bước nhảy vọt từ kết nối tương tự sang kết nối kỹ thuật số. Bạn có thể sử dụng anten bên ngoài để đảm bảo bạn nhận được tín hiệu GSM mạnh hơn, cho dù đó là do bạn đang ở một địa điểm xa xôi hay trong khu rừng đô thị, nơi khả năng thu sóng vẫn kém, đặc biệt là trong nhà.

Anten đa băng tần

Như tên cho thấy, anten nhiều băng tần được thiết kế để giao tiếp trên một số băng tần, nghĩa là nhiều dải tần số. Một anten điển hình được thiết kế để hoạt động trên một băng tần, chẳng hạn như đài FM và trong khi có thể tinh chỉnh để chọn kênh, bạn có thể không bắt được Wi-Fi với nó – ít nhất là không tối ưu. Anten nhiều băng tần được chế tạo để cho phép liên lạc qua các tần số tồn tại trong các băng tần riêng biệt. Chúng có các loại ngoài trời, lưỡng cực, chùm tia và vòng lặp.

Anten RFID

Công nghệ nhận dạng tần số vô tuyến (RFID) cho phép lấy dữ liệu từ các thẻ nhỏ, chẳng hạn như thẻ được nhúng trong thẻ tín dụng. Thẻ không có nguồn điện và dựa vào ăng-ten RFID truyền tín hiệu, kích hoạt thẻ đủ để truyền tín hiệu nhận dạng trở lại ăng-ten RFID. Nó được sử dụng trong tất cả các loại ứng dụng, chẳng hạn như kho bãi, thanh toán không tiếp xúc, tính thời gian cho vận động viên và tiếp cận các tòa nhà.

Anten SMT

Công nghệ gắn trên bề mặt (SMT) cho phép anten được kết nối trực tiếp với bảng mạch trên máy tính, điện thoại và các thiết bị khác, nơi chúng có thể truyền dữ liệu. Chúng có xu hướng rất nhỏ và do đó có phạm vi hạn chế, vì vậy chúng hoạt động tốt với Wi-Fi và tai nghe không dây.

Anten Wi-Fi

Tất cả chúng ta đều quen thuộc với Wi-Fi ngày nay. Nhưng chúng tôi cũng biết rằng Wi-Fi không phải lúc nào cũng đáng tin cậy như mong đợi trong khoảng cách ngắn mà nó bao phủ. Điều đó thường phụ thuộc vào chất lượng, vị trí hoặc hướng của anten Wi-Fi trên bộ định tuyến hoặc thiết bị nhận. Anten Wi-Fi chuyên nghiệp, chất lượng tốt được thiết kế để hoạt động ở các tần số phù hợp và cung cấp khả năng kết nối vượt trội trong bố cục tòa nhà dưới mức tối ưu và không gian mở.

Anten đo từ xa

Đo từ xa là truyền dữ liệu tự động từ thiết bị từ xa đến thiết bị nhận, nơi dữ liệu có thể được sử dụng và diễn giải. Nó phổ biến trong toàn ngành như một cách để thu thập dữ liệu từ máy móc, con người, tòa nhà, phương tiện, ... có thể được sử dụng để theo dõi hiệu suất và đưa ra quyết định. Việc truyền và nhận cần phải chính xác, vì vậy, tốt nhất là bạn nên có anten truyền và nhận tùy chỉnh được thiết kế riêng cho phép đo từ xa.