Kasulik parameeter antenni vastuvõtuvõimsuse arvutamiseks ontõhus alavõiefektiivne ava.Oletame, et vastuvõtva antenniga sama polarisatsiooniga tasapinnaline laine langeb antennile.Lisaks eeldame, et laine liigub antenni suunas antenni maksimaalse kiirguse suunas (suund, kust võetakse vastu kõige rohkem võimsust).
Siisefektiivne avaparameeter kirjeldab, kui palju võimsust antud tasapinnaline laine hõivab.Lasepon tasapinnalise laine võimsustihedus (W/m^2).KuiP_ttähistab antenni vastuvõtjale saadaolevate antenniklemmide võimsust (vattides), siis:
Seega näitab efektiivne ala lihtsalt seda, kui palju võimsust tasapinnalt laine haarab ja antenn edastab.See piirkond mõjutab antennile omaseid kadusid (oomikaod, dielektrilised kaod jne).
Üldise seose efektiivse ava kohta mis tahes antenni antenni tippvõimenduse (G) suhtes annab:
Efektiivset ava või efektiivset pindala saab mõõta tegelikel antennidel, võrreldes teadaoleva, antud efektiivse avaga antenniga või arvutades, kasutades mõõdetud võimendust ja ülaltoodud võrrandit.
Efektiivne ava on kasulik kontseptsioon tasapinnaliselt lainelt vastuvõetud võimsuse arvutamiseks.Selle tegevuse nägemiseks minge Friisi ülekandevalemi järgmisele jaotisele.
Friisi ülekandevõrrand
Sellel lehel tutvustame üht antenniteooria kõige põhilisemat võrranditFriisi ülekandevõrrand.Friisi edastusvõrrandit kasutatakse ühelt antennilt saadud võimsuse arvutamiseks (koos võimendusegaG1), kui edastatakse teiselt antennilt (võimendusegaG2), eraldatud vahemaagaRja töötab sageduselfvõi lainepikkusega lambda.Seda lehte tasub paar korda lugeda ja sellest tuleks täielikult aru saada.
Friisi ülekande valemi tuletamine
Friisi võrrandi tuletamise alustamiseks kaaluge kahte antenni vabas ruumis (läheduses pole takistusi), mis on üksteisest vahemaaga eraldatudR:
Oletame, et saateantennile antakse （）vatti koguvõimsust.Praegu eeldame, et saateantenn on igasuunaline, kadudeta ja vastuvõtuantenn asub saateantenni kaugemas väljas.Siis võimsustihedusp(vattides ruutmeetri kohta) vastuvõtuantennile langeva tasapinnalise laine vahemaaRsaateantennilt annab:
Joonis 1. Edastamise (Tx) ja vastuvõtu (Rx) antennid on eraldatudR.
Kui saateantennil on antenni võimendus vastuvõtuantenni suunas, mis on antud ( ) , siis ülaltoodud võimsustiheduse võrrand on järgmine:
Võimenduse termin mõjutab tõelise antenni suunda ja kadusid.Oletame nüüd, et vastuvõtuantennil on efektiivne ava, mille annab().Selle antenni ( ) poolt vastuvõetud võimsus on antud järgmiselt:
Kuna iga antenni efektiivset ava saab väljendada ka järgmiselt:
Saadud saadud võimsuse saab kirjutada järgmiselt:
Võrrand1
Seda tuntakse Friisi ülekandevalemina.See seob vaba ruumi kadu, antenni võimendust ja lainepikkust vastuvõetud ja edastusvõimsustega.See on üks antenniteooria põhivõrranditest ja seda tuleks meeles pidada (nagu ka ülaltoodud tuletus).
Veel üks kasulik Friisi ülekandevõrrandi vorm on toodud võrrandis [2].Kuna lainepikkus ja sagedus f on seotud valguse kiirusega c (vt sageduslehe sissejuhatust), on meil sageduse osas Friisi ülekandevalem:
Võrrand2
Võrrand [2] näitab, et kõrgematel sagedustel läheb rohkem võimsust kaotsi.See on Friisi ülekandevõrrandi põhitulemus.See tähendab, et määratud võimendusega antennide puhul on energiaülekanne kõrgeim madalamatel sagedustel.Vastuvõetud ja edastatud võimsuse erinevust nimetatakse teekadudeks.Teistmoodi öeldes ütleb Friisi ülekandevõrrand, et teekadu on kõrgemate sageduste korral suurem.Selle Friisi käigukasti valemi tulemuse tähtsust ei saa ülehinnata.Seetõttu töötavad mobiiltelefonid tavaliselt alla 2 GHz sagedusel.Kõrgematel sagedustel võib olla rohkem sagedusspektrit, kuid sellega seotud teekadu ei võimalda kvaliteetset vastuvõttu.Oletame, et Frissi edastusvõrrandi järgmise tulemusena küsitakse teilt 60 GHz antennide kohta.Võttes arvesse, et see sagedus on väga kõrge, võite väita, et teekadu on pikamaaside jaoks liiga suur – ja teil on täiesti õigus.Väga kõrgetel sagedustel (60 GHz nimetatakse mõnikord mm (millimeeterlaine) piirkonnaks) on teekadu väga suur, seega on võimalik ainult punkt-punkti side.See juhtub siis, kui vastuvõtja ja saatja asuvad samas ruumis ja on üksteise vastas.Kas te arvate, et Friisi ülekandevormeli järelmõjuna on mobiiltelefonioperaatoritel hea meel uue LTE (4G) riba üle, mis töötab sagedusel 700 MHz?Vastus on jah: see on madalam sagedus, kui antennid traditsiooniliselt töötavad, kuid võrrandi [2] põhjal märgime, et seetõttu on ka teekadu väiksem.Seetõttu saavad nad selle sagedusspektriga "katta rohkem maad" ja Verizon Wirelessi juht nimetas seda hiljuti "kvaliteetseks spektriks", just sel põhjusel.Kõrvalmärkus: Teisest küljest peavad mobiiltelefonide tootjad kompaktsesse seadmesse mahutama suurema lainepikkusega antenni (madalam sagedus = suurem lainepikkus), nii et antennidisaineri töö läks veidi keerulisemaks!
Lõpuks, kui antennid ei ole polarisatsiooniga sobitatud, võib ülaltoodud vastuvõetud võimsuse korrutada polarisatsioonikaduteguriga (PLF), et seda mittevastavust õigesti arvesse võtta.Ülaltoodud võrrandit [2] saab muuta, et saada üldistatud Friisi ülekandevalem, mis sisaldab polarisatsiooni mittevastavust:
Võrrand3
Postitusaeg: jaan-08-2024
