Бағыттау - антеннаның негізгі параметрі. Бұл бағыттаушы антеннаның сәулелену үлгісінің өлшемі. Барлық бағытта бірдей сәулеленетін антеннаның бағыттылығы 1-ге тең болады. (Бұл нөлдік децибелге -0 дБ тең).
Сфералық координаттар функциясын нормаланған сәулелену үлгісі ретінде жазуға болады:
[1-теңдеу]
Қалыпқа келтірілген сәулелену үлгісі бастапқы сәулелену үлгісімен бірдей пішінге ие. Қалыпқа келтірілген сәулелену үлгісі сәулелену үлгісінің максималды мәні 1-ге тең болатындай етіп, шамаға азаяды. (Ең үлкені - «F» теңдеуінің [1]). Математикалық тұрғыдан бағыттылық формуласы («D» түрі) келесідей жазылады:
Бұл күрделі бағыттық теңдеу сияқты көрінуі мүмкін. Дегенмен, молекулалардың сәулелену үлгілері ең үлкен мәнге ие. Бөлгіш барлық бағыттар бойынша сәулеленетін орташа қуатты білдіреді. Теңдеу шыңның сәулелену қуатын орташаға бөлудің өлшемі болып табылады. Бұл антеннаның бағыттылығын береді.
Бағыттау парадигмасы
Мысал ретінде, екі антеннаның сәулелену үлгісі үшін келесі екі теңдеуді қарастырайық.
1-антенна
Антенна 2
Бұл сәулелену үлгілері 1-суретте көрсетілген. Сәулелену режимі тек тета(θ) полярлық бұрышының функциясы екенін ескеріңіз. Сәулелену үлгісі азимут функциясы емес. (Азимуттық сәулелену үлгісі өзгеріссіз қалады). Бірінші антеннаның сәулелену үлгісі екінші антеннаның сәулелену үлгісіне қарағанда аз бағытталады. Сондықтан, бірінші антенна үшін бағытталу төмен болады деп күтеміз.
1-сурет. Антеннаның сәулелену үлгісінің диаграммасы. Жоғары бағыттылығы бар ма?
[1] формуласын пайдаланып, антеннаның бағытталуы жоғары екенін есептей аламыз. Түсінгеніңізді тексеру үшін 1-суретті және бағытталу дегеніміз не екенін ойлаңыз. Содан кейін ешқандай математикалық есептеулерді қолданбай қай антеннаның бағытталуы жоғары екенін анықтаңыз.
Бағыттау есептеу нәтижелері, [1] формуласын пайдаланыңыз:
Бағыттау антеннасының 1 есебі, 1,273 (1,05 дБ).
Бағыттау антеннасын есептеу 2, 2,707 (4,32 дБ).
Бағытталудың жоғарылауы антеннаның шоғырланған немесе бағытталған болуын білдіреді. Бұл 2 қабылдағыш антеннаның бағыттау қуаты көп бағытты антеннаға қарағанда шыңының бағыттау қуатынан 2,707 есе артық екенін білдіреді. 1-антенна көп бағытты антеннаның қуатынан 1,273 есе артық болады. Изотропты антенналар болмаса да, көп бағытты антенналар жалпы анықтама ретінде қолданылады.
Ұялы телефон антенналарының бағыты төмен болуы керек, себебі сигналдар кез келген бағыттан келуі мүмкін. Керісінше, спутниктік антенналардың бағыты жоғары. Спутниктік антенна сигналдарды белгіленген бағыттан қабылдайды. Мысалы, егер сіз спутниктік теледидар антеннасын алсаңыз, компания оны қайда бағыттау керектігін айтады және антенна қажетті сигналды қабылдайды.
Біз антенна түрлерінің тізімімен және олардың бағытталуымен аяқтаймыз. Бұл сізге қандай бағытталу жиі кездесетіні туралы түсінік береді.
Антенна түрі Әдеттегі бағытталу Әдеттегі бағытталу [децибел] (дБ)
Қысқа дипольді антенна 1.5 1.76
Жартылай толқынды дипольді антенна 1.64 2.15
Патч (микрожолақты антенна) 3.2-6.3 5-8
Сигнал антеннасы 10-100 10-20
Тарелка антеннасы 10-10,000 10-40
Жоғарыдағы деректер көрсеткендей, антеннаның бағыттылығы айтарлықтай өзгереді. Сондықтан, нақты қолданысыңыз үшін ең жақсы антеннаны таңдаған кезде бағыттылықты түсіну маңызды. Егер сізге бір бағытта бірнеше бағыттан энергия жіберу немесе қабылдау қажет болса, онда төмен бағыттылығы бар антеннаны жобалау керек. Төмен бағыттылығы бар антенналарды қолдану мысалдарына автомобиль радиолары, ұялы телефондар және компьютерлік сымсыз интернетке кіру жатады. Керісінше, егер сіз қашықтықтан зондтау немесе мақсатты қуат беруді жүзеге асырсаңыз, онда жоғары бағыттағы антенна қажет болады. Жоғары бағыттағы антенналар қажетті бағыттан қуат беруді барынша арттырады және қажетсіз бағыттардағы сигналдарды азайтады.
Мысалы, бізге төмен бағыттаушы антенна қажет делік. Мұны қалай істейміз?
Антенна теориясының жалпы ережесі бойынша, төмен бағытталуды қамтамасыз ету үшін электрлік жағынан шағын антенна қажет. Яғни, егер сіз жалпы өлшемі 0,25 - 0,5 толқын ұзындығы бар антеннаны пайдалансаңыз, онда бағытталуды азайтасыз. Жартылай толқынды дипольді антенналар немесе жартылай толқын ұзындығындағы ұялы антенналар әдетте 3 дБ-ден аз бағытталуды қамтамасыз етеді. Бұл іс жүзінде алуға болатын бағытталу деңгейімен бірдей төмен.
Түптеп келгенде, антеннаның тиімділігі мен өткізу қабілетін төмендетпей, антенналарды толқын ұзындығының төрттен бір бөлігінен кішірейте алмаймыз. Антеннаның тиімділігі мен антеннаның өткізу қабілеті келесі тарауларда талқыланады.
Жоғары бағытталуы бар антенна үшін бізге әртүрлі толқын ұзындығындағы антенналар қажет болады. Мысалы, спутниктік антенналар мен сигналдық антенналардың бағытталуы жоғары. Бұл ішінара олардың толқын ұзындығының көп болуына байланысты.
Неліктен олай? Түптеп келгенде, себеп Фурье түрлендіруінің қасиеттерімен байланысты. Қысқа импульстің Фурье түрлендіруін қабылдаған кезде кең спектр алынады. Бұл ұқсастық антеннаның сәулелену үлгісін анықтауда жоқ. Сәулелену үлгісін антенна бойымен ток немесе кернеудің таралуының Фурье түрлендіруі ретінде қарастыруға болады. Сондықтан, кіші антенналардың сәулелену үлгілері кең (және төмен бағытталуы) болады. Біркелкі кернеу немесе ток таралуы бар антенналар Өте бағытталған үлгілер (және жоғары бағытталуы).
E-mail:info@rf-miso.com
Телефон: 0086-028-82695327
Веб-сайт: www.rf-miso.com
Жарияланған уақыты: 2023 жылғы 7 қараша
