Mis on antenni efektiivne ava?
Seeantenni efektiivne ava, nimetatakse kaefektiivne pindala (Ae) kirjeldab, kui tõhusalt vastuvõtuantenn langeva elektromagnetlaine energiat püüab. See on samaväärne vastuvõtuala, mitte tingimata antenni füüsiline ava.
Maksimaalse vastuvõtu suunast saabuva polarisatsiooniga sobitatud tasapinnalise laine puhul seob efektiivne ava langeva võimsustiheduse antenni klemmidel saadaoleva võimsusega.
If Son langeva võimsuse tihedus ühikutes W/m²2jaPron saadaolev vastuvõetud võimsus vattides, siis:
Pr= SAe
Suurem efektiivne ava kogub samast langemisväljast rohkem energiat, eeldusel, et saabumissuund ja polarisatsioon on joondatud.
Efektiivne ava arvestab kiirgustõhusust ja muid antenni kadusid, sealhulgas juhi ja dielektrilisi kadusid. Seega mõõdab see pigem kasutatavat vastuvõtuvõimet kui ainult füüsilist suurust. Ava efektiivsus, impedantsi mittevastavus ja polarisatsiooni mittevastavus võivad kõik vähendada vastuvõtjale antavat võimsust.
Efektiivse ava valem ja antenni võimendus
Mis tahes antenni maksimaalne efektiivne ava on seotud selle võimendusegaGja lainepikkusλkõrval:
Ae= Gλ2/(4π)
Selles võrrandis kasutage võimendust lineaarse suhtena, mitte dBi-na. Teisendage võimendus väärtuseksG = 10G(dBi)/10Sest lainepikkus on võrdnec/f, efektiivne ava väheneb sageduse suurenedes, kui võimendust hoitakse konstantsena.
Seevastu sama füüsilise avaga antennid võivad saavutada suurema võimenduse lühematel lainepikkustel, kui ava efektiivsus jääb võrreldavaks. See seos aitab inseneridel võrrelda vastuvõtuvõimet erinevate sageduste vahel.
Kui efektiivne ava määratakse
Efektiivse ava saab arvutada mõõdetud võimenduse põhjal, määrata võrdlusantenniga võrdlemise teel või tuletada kalibreeritud vastuvõtuvõimsuse mõõtmistest. Tulemus on kasulik lingieelarvete, antennimõõtmiste ja süsteemi tundlikkuse hindamisel.
Mõõtmisrakenduste jaoks uurige RF MISO-sidstandardse võimendusega ruunantennid, mis pakuvad teadaolevat võimendust kindlaksmääratud sagedusribadel.
Efektiivse ava kasutamine Friisi ülekandevõrrandis
SeeFriisi ülekandevõrrandühendab edastusvõimsuse, antenni võimenduse, lainepikkuse ja eralduskauguse vaba ruumi kaugväljaühenduses. Saatja võimenduse jaoksGt, vastuvõtja võimendusGr, lainepikkusλja vahemaaR, see hindab vastuvõtuantenni võimsust.
KasutadesPr= SAeteeb vastuvõtu efektiivse ava rolli selgeks: saateantenn määrab vastuvõtjas võimsustiheduse ja vastuvõtuantenn muundab osa sellest väljast terminali võimsuseks.
Friisi ülekandevalemi tuletamine
Vaatleme kahte antenni, mis on üksteisest kauguse kaugusel.Rtakistusteta vabas ruumis. Vastuvõtuantenn peab asuma saatja kaugväljas ning antennide suund ja polarisatsioon peavad olema õiges suunas joondatud.
If PtKui ideaalsele isotroopsele saateantennile suunatakse võimsus, levib see üle kera pinna. KaugemalR, langeva võimsuse tihedus on:
Joonis 1. Saatja (Tx) ja vastuvõtu (Rx) antennid, mis on eraldatudR.
Praktilise võimendusega saateantenni jaoksGtvastuvõtja suunas suureneb langeva valguse võimsustihedus selle võimendusteguri võrra:
Kui vastuvõtuantennil on efektiivne avaAe, on saadaolev vastuvõetud võimsus langeva võimsuse tiheduse korrutisegaAe:
Vastuvõtuantenni võimenduse ja ava suhte asendamine annab:
Seega saab vastuvõetud võimsust kirjutada tuttaval vaba ruumi kujul:
Võrrand 1.Friisi ülekandevõrrand lainepikkuse järgi.
Võrrand 1seostab saatevõimsust, antenni võimendusi, lainepikkust ja eralduskaugust. See kehtib kaugväljas vabas ruumis otsevaates levimise kohta. Reaalsetes süsteemides on vaja täiendavaid termineid kaabli kadude, ühenduskao, suunamisvea, atmosfääri sumbumise ja muude leviefektide jaoks.
Friisi võrrandi sagedusvorm
Sestλ = c/f, saab võrrandit väljendada ka sageduse kaudu:
Võrrand 2.Friisi ülekandevõrrand sageduse osas.
Kuidas sagedus mõjutab vastuvõetud võimsust
Kui antenni võimendusi ja kaugust hoitakse konstantsena, ennustab Friisi võrrand sageduse suurenedes väiksemat vastuvõtuvõimsust, kuna lainepikkus lüheneb. See võrdlus eeldab igal sagedusel samu võimendusväärtusi.
Fikseeritud füüsilise avaga antennide puhul aga võimendus üldiselt lainepikkuse vähenedes suureneb. Seega võivad kõrgsagedus- ja millimeeterlaineühendused saavutada suunatud ja suure võimendusega antennidega tugeva jõudluse, eeldusel, et ühenduse eelarve arvestab ka suunamistäpsust, atmosfääri neeldumist, vihma ja riistvarakaod.
Kasutage Friisi võrrandit vaba ruumi võrdlusmaterjalina, mitte täieliku levimudelina. See eeldab kaugväljal töötamist, takistusteta vaatevälja ja õigesti joondatud antenne.
Polarisatsiooni mittevastavus
Kui saatja ja vastuvõtuantenni polarisatsioon ei ole sobitatud, korrutage ideaalne vastuvõtuvõimsus polarisatsiooni kaduteguriga (PLF). Normaliseeritud polarisatsioonivektorite puhul on PLF vahemikus 0 kuni 1; väärtus 1 tähistab täielikku sobivust. Allolev üldistatud vorm sisaldab seda mittevastavuse tegurit.
Võrrand 3.Üldistatud Friisi ülekandevõrrand, mis sisaldab polarisatsiooni mittevastavust.
Peamised järeldused
- Efektiivne ava teisendab langeva võimsustiheduse saadaolevaks vastuvõetavaks võimsuseks.
- Kasu saamiseksGja lainepikkusλ, Ae= Gλ2/(4π).
- Ava ja Friisi arvutustes kasutage lineaarset võimendust, mitte dBi-d.
- Friis kehtib kaugvälja, otsenähtavuse ja vaba ruumi ühenduste kohta; praktilised ühenduste eelarved nõuavad lisakadusid.
RF MISO pakubstandardse võimendusega ruunantennidja muud raadiosagedusantenni lahendused mõõtmiseks, kalibreerimiseks ja süsteemi integreerimiseks.Võtke ühendust RF MISO-gasagedusvahemiku, võimenduse ja liidese nõuete arutamiseks.
E-post:info@rf-miso.com
Telefon: 0086-028-82695327
Postituse aeg: 08.01.2024
