Anten: Khái niệm, công cụng và phân loại (2025)

Anten rất quen thuộc trong cuộc sống, gắn liền với nhiều thiết bị như: tivi, đài phát thanh, radio,….Tuy nhiên, không phải ai cũng biết được anten là gì và những thông tin cơ bản về nó. Bài viết dưới đây mình sẽ giúp các anh em tìm hiểu kỹ về anten là gì? Khái niệm, công dụng và phân loại. Cùng tìm hiểu ngay nhé.

1. Anten là gì?

Anten cũng có thể được gọi là Aerial hay Antenna. Đây là một thiết bị hoặc linh kiện quan trọng trong hệ thống thu phát sóng vô tuyến, có khả năng bức xạ (phát) sóng điện từ ra không gian hoặc thu nhận sóng điện từ từ không gian.

Nó hoạt động như một bộ chuyển đổi giữa sóng điện từ lan truyền tự do trong không gian và dòng điện xoay chiều (tần số vô tuyến - RF) lan truyền trong dây dẫn hoặc ống dẫn sóng.

Có rất nhiều loại anten khác nhau về hình dạng, kích thước và nguyên lý hoạt động, tùy vào đặc điểm mà được ứng dụng vào nhiều lĩnh vực khác nhau.

→ Anten có công dụng gì?

Anten có công dụng chính trong hệ thống thông tin liên lạc là bức xạ hoặc thu nhận công suất sóng điện từ. Cụ thể như sau:

• Ở phía phát (Transmitter): Anten kết nối với máy phát, chuyển đổi dòng điện RF từ máy phát thành sóng điện từ và bức xạ chúng vào không gian theo một hướng hoặc nhiều hướng nhất định (tùy loại anten).
• Ở phía thu (Receiver): Anten thu nhận sóng điện từ đang lan truyền trong không gian và chuyển đổi chúng thành dòng điện RF để đưa vào máy thu xử lý.
• Định hướng năng lượng: Anten giúp tập trung năng lượng bức xạ (hoặc tăng độ nhạy thu) theo một hoặc nhiều hướng mong muốn, giúp tín hiệu truyền đi xa hơn hoặc thu tốt hơn theo hướng đó.

Tùy vào chế độ ứng dụng mà anten có các loại được phân chia theo từng công dụng như: anten cho liên lạc điểm-tới-điểm (point-to-point), anten phát sóng quảng bá (broadcast), anten cho radar, anten cho liên lạc vệ tinh, anten cho thiết bị di động, anten WiFi...

Có thể nói anten là một yếu tố cực kỳ quan trọng trong nền công nghệ không dây ngày nay. Bất cứ khi nào có nhu cầu liên lạc không dây, đều cần đến anten. Cùng với sự phát triển không ngừng của công nghệ, anten đã trải qua nhiều thay đổi về kích thước, hình dạng để phù hợp với từng dải tần số và lĩnh vực ứng dụng khác nhau.

→ Nguyên lý hoạt động của anten

Anten hoạt động dựa trên nguyên lý cơ bản của điện từ học:

• Anten phát: Khi cho dòng điện xoay chiều tần số cao (RF) chạy qua một vật dẫn (chính là cấu trúc anten), nó sẽ tạo ra một điện từ trường biến thiên xung quanh vật dẫn đó. Điện từ trường này sẽ tự tách khỏi vật dẫn và lan truyền vào không gian dưới dạng sóng điện từ (sóng vô tuyến).
• Anten thu: Khi sóng điện từ lan truyền trong không gian đập vào vật dẫn của anten thu, nó sẽ gây ra sự dao động của các electron trong vật dẫn, tạo thành một dòng điện xoay chiều RF nhỏ. Dòng điện này sau đó được đưa vào máy thu để khuếch đại và xử lý.

Tần số mà anten có thể phát hoặc thu hiệu quả nhất (tần số cộng hưởng) có liên quan trực tiếp đến kích thước vật lý, hình dạng và vật liệu cấu tạo của anten.

2. Thông tin cần biết về truyền sóng và anten

→ Vùng Fresnel (Fresnel Zone)

Một trong những thông tin quan trọng mà anh em cần biết khi thiết lập các liên kết vô tuyến (đặc biệt là liên kết điểm-tới-điểm) là Vùng Fresnel. Đây là một khu vực có hình dạng elip bao quanh đường thẳng trực tiếp (Line of Sight - LOS) giữa hai anten phát và thu.

Để đảm bảo chất lượng tín hiệu tốt nhất, khu vực Vùng Fresnel thứ nhất (First Fresnel Zone) cần phải được giữ thông thoáng, không có vật cản. Các vật cản như tòa nhà, cây cối, đồi núi... nằm trong Vùng Fresnel có thể gây ra hiện tượng phản xạ, nhiễu xạ, làm suy hao hoặc biến dạng tín hiệu.

→ Tầm nhìn thẳng (Line of Sight - LOS)

LOS là đường thẳng không bị che khuất giữa anten phát và anten thu. Đối với sóng vô tuyến tần số cao (như sóng vi ba, WiFi), việc đảm bảo có LOS là rất quan trọng.

Tuy nhiên, ngay cả khi có LOS, sóng vẫn có thể đi theo nhiều đường khác nhau do phản xạ từ mặt đất, tòa nhà... (gọi là hiện tượng truyền đa đường - multipath). Điều này có thể gây ra giao thoa tại anten thu, làm tín hiệu bị yếu đi hoặc bị méo.

→ Độ lợi Anten (Antenna Gain)

Độ lợi (hay độ khuếch đại) của anten là một thông số quan trọng, thể hiện khả năng tập trung năng lượng bức xạ (hoặc tăng độ nhạy thu) theo một hướng nhất định so với một anten chuẩn (thường là anten đẳng hướng).

Độ lợi được đo bằng đơn vị dBi (decibel so với anten đẳng hướng). Độ lợi càng cao, nghĩa là anten càng tập trung năng lượng vào một hướng hẹp hơn, giúp tín hiệu truyền đi xa hơn theo hướng đó.

Việc giới hạn độ rộng chùm tia (beamwidth) theo phương ngang (horizontal) và phương đứng (vertical) sẽ làm tăng độ lợi của anten (với cùng một công suất phát).

3. Có bao nhiêu loại Anten phổ biến?

Có rất nhiều cách để phân loại anten. Dựa theo đặc tính định hướng, có 3 loại phổ biến là:

#1 Anten đẳng hướng (Omni-directional Antenna)

Anten đẳng hướng (hay vô hướng) là loại anten bức xạ (hoặc thu) sóng RF tương đối đồng đều theo mọi hướng trên mặt phẳng nằm ngang (360 độ), nhưng bị giới hạn theo phương thẳng đứng. Hình dạng vùng phủ sóng của nó giống như một cái bánh doughnut (bánh vòng).

Anten đẳng hướng cung cấp vùng phủ sóng rộng theo phương ngang, phù hợp cho các ứng dụng cần phủ sóng trong một khu vực xung quanh anten (như bộ phát WiFi gia đình, trạm phát sóng di động). Độ lợi (gain) của loại anten này thường không cao, thường dưới 10-12 dBi.

Một số loại anten đẳng hướng thường gặp: Rubber Duck (anten râu trên router WiFi), Ceiling Dome (anten ốp trần), Mobile Vertical (anten trên xe)...

#2 Anten định hướng (Directional Antenna / Semi-directional)

Anten định hướng tập trung năng lượng bức xạ (hoặc độ nhạy thu) vào một hướng cụ thể, tạo ra một chùm tia hẹp hơn so với anten đẳng hướng.

Để thu được tín hiệu tốt nhất từ anten này, thiết bị thu cần nằm trong phạm vi chùm tia chính của anten phát.

Anten định hướng có độ lợi cao hơn anten đẳng hướng, thường từ 6 dBi trở lên. Nó lý tưởng cho các kết nối không dây ở khoảng cách trung bình đến xa, đặc biệt là các kết nối điểm-tới-điểm (Point-to-Point - PtP) hoặc điểm-tới-đa điểm (Point-to-Multipoint - PtMP) trong phạm vi nhất định.

Anten định hướng có nhiều kiểu dáng và kích thước khác nhau. Một số loại phổ biến: Patch (anten bảng), Yagi, Panel, Sector (anten rẻ quạt)...

#3 Anten định hướng cao (Highly-directional Antenna)

Nổi bật và ưu việt hơn anten định hướng thông thường, anten định hướng cao có khả năng tập trung năng lượng vào một chùm tia cực kỳ hẹp, mang lại độ lợi rất cao (có thể lên đến 30 dBi hoặc hơn).

Loại anten này thường có dạng chảo parabol (Dish antenna) hoặc dạng lưới (Grid antenna), giống như các chảo thu vệ tinh. Chúng được sử dụng chủ yếu cho các kết nối PtP ở khoảng cách rất xa (vài km đến hàng chục km), yêu cầu căn chỉnh hướng rất chính xác.

#4 Hệ thống MIMO Anten

MIMO (Multiple-Input Multiple-Output) không phải là một loại anten riêng lẻ, mà là một công nghệ sử dụng nhiều anten ở cả đầu phát và đầu thu để truyền và nhận dữ liệu đồng thời trên cùng một kênh tần số.

Hệ thống này tận dụng hiện tượng truyền đa đường (multipath) để tăng tốc độ dữ liệu (thông lượng) và cải thiện độ tin cậy của liên kết vô tuyến. Anh em dễ thấy nhất công nghệ này trên các bộ phát WiFi hiện đại có nhiều anten.

Công nghệ MIMO được tích hợp trong các chuẩn WiFi từ 802.11n trở đi (như 802.11ac, 802.11ax - WiFi 6/6E) và trong các hệ thống mạng di động 4G LTE, 5G.

Tham khảo thêm từ Mecsu

>>> 100+ Mã Sản Phẩm Dây Rút: https://mecsu.vn/san-pham/day-rut-nhua.5op

>>> 1000+ Mã Sản Phẩm Đầu Cosse: https://mecsu.vn/san-pham/dau-cosse.Q1j

Mời anh em xem thêm nhé:

•  Sóng điện từ: Đặc điểm & phân loại bước sóng
•  Lực hướng tâm: Khái niệm & công thức tính
•  Sóng siêu âm: Nguyên lý hoạt động & ứng dụng sóng

Hy vọng qua bài viết này sẽ giúp các anh em giải đáp thắc mắc về anten là gì và các vấn đề xoay quanh linh kiện quan trọng trong thời đại số này.