Antenni vastuvõtuvõimsuse arvutamiseks on kasulik parameeterefektiivne pindalavõiefektiivne avaEeldame, et antennile langeb sama polarisatsiooniga tasalaine kui vastuvõtuantennil. Eeldame lisaks, et laine liigub antenni poole antenni maksimaalse kiirguse suunas (suunas, kust võetakse vastu suurim võimsus).

Siisefektiivne avaparameeter kirjeldab, kui palju võimsust antud tasapinnalisest lainest püütakse kinni. Olgupolgu tasapinnalise laine võimsustihedus (W/m^2). KuiP_ttähistab antenni vastuvõtjale kättesaadavat võimsust (vattides) antenni klemmidel, siis:

Seega efektiivne pindala näitab lihtsalt seda, kui palju võimsust antenn tasapinnalt kinni püüab ja edastab. See pindala arvestab antenni enda kaod (oomilised kaod, dielektrilised kaod jne).

Üldine seos mis tahes antenni efektiivse ava ja tippvõimenduse (G) vahel on antud järgmise valemiga:

Efektiivset ava või efektiivset pindala saab mõõta tegelikel antennidel, võrreldes neid teadaoleva antenniga, millel on antud efektiivne ava, või arvutades neid mõõdetud võimenduse ja ülaltoodud võrrandi abil.

Efektiivne ava on kasulik mõiste tasapinnalise laine vastuvõetava võimsuse arvutamiseks. Selle toimimise nägemiseks minge Friisi läbilaskvuse valemi järgmisesse sektsiooni.

Friisi ülekandevõrrand

Sellel lehel tutvustame ühte antenniteooria kõige fundamentaalsemat võrrandit,Friisi ülekandevõrrandFriisi edastusvõrrandit kasutatakse ühelt antennilt vastuvõetava võimsuse arvutamiseks (koos võimendusegaG1), kui see edastatakse teiselt antennilt (võimendusegaG2), mida eraldab vahemaaRja töötavad sageduselfvõi lainepikkus lambda. Seda lehte tasub paar korda lugeda ja see peaks olema täielikult arusaadav.

Friisi ülekande valemi tuletamine

Friisi võrrandi tuletamise alustamiseks vaatleme kahte antenni vabas ruumis (läheduses pole takistusi), mis asuvad teineteisest teatud kauguselR:

Eeldame, et saatjaantennile antakse ( ) vatti koguvõimsust. Praegu eeldame, et saatjaantenn on igasuunaline, kadudeta ja et vastuvõtuantenn asub saatjaantenni kaugväljas. Siis võimsustiheduspvastuvõtuantennile langeva tasapinnalise laine tugevus (vattides ruutmeetri kohta) kauguselRSaateantennist saadav energia saadakse järgmiselt:

Joonis 1. Saatja (Tx) ja vastuvõtu (Rx) antennid, mis on eraldatudR.

Kui saateantennil on vastuvõtuantenni suunas antenni võimendus, mis on antud valemiga (), siis ülaltoodud võimsustiheduse valem muutub järgmiselt:

Võimendustegur mõjutab reaalse antenni suunatust ja kadusid. Oletame nüüd, et vastuvõtuantennil on efektiivne ava, mis on antud valemiga()Seejärel selle antenni ( ) poolt vastuvõetav võimsus on antud järgmise valemiga:

Kuna mis tahes antenni efektiivset ava saab väljendada ka järgmiselt:

Saadud vastuvõetud võimsust saab kirjutada järgmiselt:

Võrrand1

Seda tuntakse Friisi edastusvalemina. See seob vaba ruumi teekadu, antenni võimendused ja lainepikkuse vastuvõtu- ja edastusvõimsusega. See on üks antenniteooria põhivõrrandeid ja seda tuleks meeles pidada (nagu ka ülaltoodud tuletust).

Teine kasulik Friisi läbilaskvusvõrrandi vorm on esitatud võrrandis [2]. Kuna lainepikkus ja sagedus f on seotud valguse kiirusega c (vt sageduse lehe sissejuhatust), on meil Friisi läbilaskvusvalem sageduse kaudu:

Võrrand2

Valem [2] näitab, et kõrgematel sagedustel kaob rohkem võimsust. See on Friisi ülekandevõrrandi põhitulemus. See tähendab, et kindla võimendusega antennide puhul on energiaülekanne suurim madalamatel sagedustel. Vastuvõetud ja edastatud võimsuse vahet nimetatakse levikaduks. Teisisõnu öeldes ütleb Friisi ülekandevõrrand, et levikadu on kõrgem kõrgematel sagedustel. Selle Friisi ülekandevalemi tulemuse olulisust ei saa üle hinnata. Seetõttu töötavad mobiiltelefonid üldiselt sagedustel alla 2 GHz. Kõrgematel sagedustel võib olla saadaval rohkem sagedusspektrit, kuid sellega seotud levikadu ei võimalda kvaliteetset vastuvõttu. Friisi ülekandevõrrandi täiendava tagajärjena oletame, et teilt küsitakse 60 GHz antennide kohta. Märkides, et see sagedus on väga kõrge, võite väita, et levikadu on pikamaa side jaoks liiga suur - ja teil on täiesti õigus. Väga kõrgetel sagedustel (60 GHz nimetatakse mõnikord mm (millimeetrilaine) piirkonnaks) on levikadu väga suur, seega on võimalik ainult punkt-punkti side. See juhtub siis, kui vastuvõtja ja saatja asuvad samas ruumis ja teineteise vastas. Friisi edastusvalemi täiendava järeldusena, kas teie arvates on mobiilsideoperaatorid uue LTE (4G) sagedusalaga, mis töötab sagedusel 700 MHz, rahul? Vastus on jah: see on madalam sagedus kui traditsioonilised antennid, kuid võrrandist [2] näeme, et seetõttu on ka levikadu väiksem. Seega saavad nad selle sagedusspektriga "katta suuremat maa-ala" ja Verizon Wirelessi juht nimetas seda hiljuti just sel põhjusel "kvaliteetseks spektriks". Märkus: Teisest küljest peavad mobiiltelefonide tootjad kompaktsesse seadmesse paigaldama suurema lainepikkusega antenni (madalam sagedus = suurem lainepikkus), seega muutus antenni disaineri töö veidi keerulisemaks!

Lõpuks, kui antennide polarisatsioon ei ole sobitatud, saab ülaltoodud vastuvõetava võimsuse korrutada polarisatsioonikao teguriga (PLF), et seda mittevastavust õigesti arvesse võtta. Ülaltoodud võrrandit [2] saab muuta, et saada üldistatud Friisi ülekandevalem, mis hõlmab polarisatsiooni mittevastavust: