Антеннаның қабылдау қуатын есептейтін пайдалы параметр болып табыладытиімді аймақнемесетиімді диафрагма.Қабылдау антеннасы сияқты поляризациясы бар жазық толқын антеннаға түседі делік.Әрі қарай толқын антеннаның максималды сәулелену бағытында (ең көп қуат алатын бағыт) антеннаға қарай қозғалады деп болжаңыз.
Содан кейінтиімді диафрагмапараметр берілген жазық толқыннан қанша қуат алатынын сипаттайды.Болсынpжазық толқынның қуат тығыздығы (Вт/м^2) болуы керек.ЕгерP_tантеннаның қабылдағышында қол жетімді антенна терминалдарындағы қуатты (Втпен) көрсетеді, содан кейін:
Демек, тиімді аймақ жазық толқыннан қанша қуат алатынын және антенна арқылы жеткізілетінін көрсетеді.Бұл аймақ антеннаға тән шығындарға әсер етеді (омдық шығындар, диэлектрлік шығындар және т.б.).
Кез келген антеннаның ең жоғары антенналық күшейту (G) тұрғысынан тиімді апертураға жалпы қатынас мына түрде берілген:
Тиімді апертураны немесе тиімді аумақты нақты антенналарда берілген тиімді апертурасы бар белгілі антеннамен салыстыру немесе өлшенген күшейту мен жоғарыдағы теңдеуді пайдаланып есептеу арқылы өлшеуге болады.
Тиімді диафрагма жазық толқыннан алынған қуатты есептеу үшін пайдалы тұжырымдама болады.Мұны әрекетте көру үшін Friis жіберу формуласының келесі бөліміне өтіңіз.
Friis трансмиссия теңдеуі
Бұл бетте біз антенна теориясындағы ең негізгі теңдеулердің бірін енгіземізFriis трансмиссия теңдеуі.Friis трансмиссия теңдеуі бір антеннадан алынған қуатты есептеу үшін қолданылады (пайдасы барG1), басқа антеннадан жіберілген кезде (пайдаменG2), арақашықтықпен бөлінгенR, және жиілікте жұмыс істейдіfнемесе толқын ұзындығы ламбда.Бұл бет бірнеше рет оқуға тұрарлық және оны толық түсіну керек.
Friis трансмиссия формуласын шығару
Friis теңдеуін шығаруды бастау үшін арақашықтықпен бөлінген бос кеңістіктегі екі антеннаны (жақын жерде кедергілер жоқ) қарастырыңыз.R:
（ ）Жалпы қуаттың ватттары жіберу антеннасына жеткізілді делік.Қазіргі уақытта жіберу антеннасы жан-жақты, шығынсыз және қабылдау антеннасы жіберуші антеннаның алыс өрісінде деп есептейік.Содан кейін қуат тығыздығыpҚабылдау антеннасына түскен жазық толқынның қашықтығы (шаршы метрге ваттпен).Rжіберу антеннасынан беріледі:
Сурет 1. Беру (Tx) және Қабылдау (Rx) антенналары арқылы бөлінгенR.
Егер жіберу антеннасында （ ） арқылы берілген қабылдау антеннасының бағыты бойынша антенна күшейту болса, онда жоғарыдағы қуат тығыздығының теңдеуі келесідей болады:
Нақты антеннаның бағыттылығы мен жоғалуындағы күшейту мерзімі факторлары.Енді қабылдағыш антеннаның тиімді саңылауы бар деп есептейік（ ）.Сонда бұл антеннаның алатын қуаты ( ) мына түрде анықталады:
Кез келген антенна үшін тиімді апертураны келесі түрде көрсетуге болады:
Алынған қуатты былай жазуға болады:
1-теңдеу
Бұл Friis трансмиссия формуласы ретінде белгілі.Ол бос кеңістік жолының жоғалуын, антеннаның күшеюін және толқын ұзындығын қабылдау және тарату қуаттарына байланыстырады.Бұл антенна теориясындағы негізгі теңдеулердің бірі және есте сақтау керек (сонымен қатар жоғарыдағы туынды).
Friis трансмиссия теңдеуінің басқа пайдалы түрі [2] теңдеуінде берілген.Толқын ұзындығы мен f жиілігі c жарық жылдамдығымен байланысты болғандықтан (жиілік бетін қараңыз), бізде жиілік бойынша Friis беру формуласы бар:
2-теңдеу
[2] теңдеу жоғары жиіліктерде көбірек қуат жоғалатынын көрсетеді.Бұл Friis трансмиссия теңдеуінің негізгі нәтижесі.Бұл белгілі бір күшейткіштері бар антенналар үшін энергияны тасымалдау төменгі жиіліктерде ең жоғары болатынын білдіреді.Алынған және жіберілетін қуат арасындағы айырмашылық жолды жоғалту деп аталады.Басқаша айтқанда, Friis Transmission Equation жоғары жиіліктер үшін жолды жоғалту жоғары екенін айтады.Friis трансмиссия формуласынан алынған бұл нәтиженің маңыздылығын асыра айту мүмкін емес.Сондықтан ұялы телефондар әдетте 2 ГГц-тен аз жиілікте жұмыс істейді.Жоғары жиіліктерде қолжетімді жиілік спектрі көбірек болуы мүмкін, бірақ байланысты жолды жоғалту сапалы қабылдауды қамтамасыз етпейді.Friss Transmission Equation қосымшасының нәтижесі ретінде сізден 60 ГГц антенналар туралы сұралды делік.Бұл жиіліктің өте жоғары екенін ескере отырып, сіз жолды жоғалту ұзақ қашықтықтағы байланыс үшін тым жоғары болады деп айта аласыз - және сіз мүлдем дұрыссыз.Өте жоғары жиіліктерде (60 ГГц кейде мм (миллиметрлік толқын) аймағы деп аталады) жолды жоғалту өте жоғары, сондықтан тек нүктеден нүктеге байланыс болуы мүмкін.Бұл қабылдағыш пен таратқыш бір бөлмеде және бір-біріне қарама-қарсы тұрғанда орын алады.Friis Transmission Formula-ның қосымша нәтижесі ретінде ұялы телефон операторлары 700 МГц жиілікте жұмыс істейтін жаңа LTE (4G) диапазонына риза деп ойлайсыз ба?Жауап иә: бұл дәстүрлі түрде жұмыс істейтін антенналарға қарағанда төмен жиілік, бірақ [2] теңдеуінен жол жоғалтуы да төмен болатынын ескереміз.Демек, олар осы жиілік спектрімен «көбірек жерді қамти алады» және жақында Verizon Wireless басшысы дәл осы себепті «жоғары сапалы спектр» деп атады.Бүйірлік ескерту: Екінші жағынан, ұялы телефон өндірушілері үлкенірек толқын ұзындығы бар антеннаны ықшам құрылғыға (төменгі жиілік = үлкен толқын ұзындығы) сәйкес келтіруі керек, сондықтан антенна дизайнерінің жұмысы біршама күрделене түсті!
Соңында, егер антенналар поляризацияға сәйкес келмесе, жоғарыда алынған қуатты осы сәйкессіздікті дұрыс есепке алу үшін поляризацияны жоғалту коэффициентіне (PLF) көбейтуге болады.Жоғарыдағы [2] теңдеуін поляризация сәйкессіздігін қамтитын жалпыланған Friis трансмиссия формуласын шығару үшін өзгертуге болады:
3-теңдеу
Жіберу уақыты: 08 қаңтар 2024 ж
