Антеннаның тиімді диафрагмасы дегеніміз не?
Theантеннаның тиімді диафрагмасы, сондай-ақ деп аталадытиімді аймақ (Ae), қабылдау антеннасының түскен электромагниттік толқынның қуатын қаншалықты тиімді қабылдайтынын сипаттайды. Бұл антеннаның физикалық саңылауы емес, баламалы қабылдау аймағы.
Максималды қабылдау бағытынан келетін поляризацияға сәйкес жазық толқын үшін тиімді диафрагма түсетін қуат тығыздығын антенна терминалдарында қолжетімді қуатпен байланыстырады.
If Sтүсетін қуат тығыздығы Вт/м-мен өлшенеді2жәнеPrваттпен берілген қолжетімді қабылданатын қуат болса, онда:
Pr= SAe
Үлкен тиімді диафрагма, келу бағыты мен поляризациясы тураланған жағдайда, сол түсу өрісінен көбірек қуат жинайды.
Тиімді диафрагма сәулелену тиімділігін және өткізгіштік және диэлектрлік шығындарды қоса алғанда, антеннаның басқа да шығындарын ескереді. Сондықтан ол тек физикалық өлшемді ғана емес, пайдалануға болатын қабылдау өнімділігін де өлшейді. Диафрагма тиімділігі, импеданс сәйкессіздігі және поляризация сәйкессіздігі қабылдағышқа берілетін қуатты азайтуы мүмкін.
Тиімді диафрагма формуласы және антенна күшейткіші
Кез келген антеннаның максималды тиімді диафрагмасы оның күшейту коэффициентімен байланыстыGжәне толқын ұзындығыλбойынша:
Ae= Gλ2/(4π)
Бұл теңдеуде күшейтуді dBi емес, сызықтық қатынас ретінде қолданыңыз. Күшейтуді келесімен түрлендіріңізG = 10G(dBi)/10Өйткені толқын ұзындығы теңc/f, күшейту тұрақты болған кезде тиімді апертура жиіліктің артуымен төмендейді.
Керісінше, бірдей физикалық диафрагмасы бар антенналар диафрагма тиімділігі салыстырмалы болып қалған кезде қысқа толқын ұзындықтарында жоғары күшейтуге қол жеткізе алады. Бұл қатынас инженерлерге жиіліктер бойынша қабылдау мүмкіндігін салыстыруға көмектеседі.
Тиімді диафрагма қалай анықталады
Тиімді диафрагманы өлшенген күшейтуден есептеуге, анықтамалық антеннамен салыстыру арқылы анықтауға немесе калибрленген қабылдау қуатын өлшеуден шығаруға болады. Нәтиже байланыс бюджеттерінде, антенна өлшемдерінде және жүйенің сезімталдығын бағалауда пайдалы.
Өлшеу қолданбалары үшін РФ MISO-ларын зерттеңізстандартты күшейту мүйізді антенналары, олар көрсетілген жиілік диапазондары бойынша белгілі күшейтуді қамтамасыз етеді.
Фриис беріліс теңдеуінде тиімді диафрагманы қолдану
TheФриис беріліс теңдеуіБерілген қуатты, антеннаның күшейтуін, толқын ұзындығын және бөліну қашықтығын бос кеңістіктегі алыс өріс байланысында байланыстырады. Таратқыштың күшейтуі үшінGt, қабылдағыштың күшейтуіGrтолқын ұзындығыλжәне қашықтықR, ол қабылдағыш антеннада қолжетімді қуатты бағалайды.
ҚолданылудаPr= SAeтиімді қабылдау диафрагмасының рөлін айқын көрсетеді: таратушы антенна қабылдағыштағы қуат тығыздығын орнатады, ал қабылдаушы антенна сол өрістің бір бөлігін терминалдық қуатқа түрлендіреді.
Фриис беріліс формуласын шығару
Қашықтықпен бөлінген екі антеннаны қарастырыңызRкедергісіз бос кеңістікте. Қабылдағыш антенна таратқыштың алыс өрісінде болуы керек, ал антенналар бағыты мен поляризациясы бойынша туралануы керек.
If Ptватт идеалды изотропты таратушы антеннаға жеткізіледі, қуат сфераның бетіне таралады. ҚашықтықтаR, түсетін қуат тығыздығы:
1-сурет. Таратушы (Tx) және қабылдаушы (Rx) антенналары бөлінгенR.
Күшейту коэффициенті бар практикалық таратушы антенна үшінGtқабылдағышқа қарай түсетін қуат тығыздығы күшейту коэффициентіне артады:
Егер қабылдағыш антеннаның тиімді диафрагмасы болсаAe, қолжетімді қабылданған қуат түсетін қуат тығыздығының көбейтіндісіне теңAe:
Қабылдау антеннасының күшейту-диафрагма қатынасын ауыстыру келесі нәтиже береді:
Сондықтан алынған дәрежені таныс бос кеңістік түрінде жазуға болады:
1-теңдеу.Толқын ұзындығы бойынша Friis тарату теңдеуі.
1-теңдеутарату қуатын, антеннаның күшеюін, толқын ұзындығын және бөлу қашықтығын байланыстырады. Ол алыс өрістегі көру сызығы бойынша бос кеңістіктің таралуы үшін жарамды. Нақты жүйелер кабельдің жоғалуы, қосқыштың жоғалуы, бағыттау қателігі, атмосфералық әлсіреу және басқа да таралу әсерлері үшін қосымша терминдерді қажет етеді.
Фриис теңдеуінің жиілік формасы
Өйткеніλ = c/f, теңдеуді жиілік арқылы да өрнектеуге болады:
2-теңдеу.Жиілік тұрғысынан Фриистің беріліс теңдеуі.
Жиілік қабылданатын қуатқа қалай әсер етеді
Антеннаның күшейтулері мен қашықтығы тұрақты болған кезде, Фриис теңдеуі толқын ұзындығы қысқарғандықтан жиілік артқан сайын қабылданатын қуаттың төмендеуін болжайды. Бұл салыстыру әрбір жиілікте бірдей күшейту мәндерін қабылдайды.
Дегенмен, бекітілген физикалық диафрагмасы бар антенналар үшін күшейту әдетте толқын ұзындығының азаюымен артады. Сондықтан жоғары жиілікті және миллиметрлік толқындық байланыстар бағыттаушы, жоғары күшейтулі антенналармен жақсы өнімділікке қол жеткізе алады, егер байланыс бюджеті бағыттау дәлдігін, атмосфералық сіңіруді, жаңбырды және аппараттық шығындарды да ескерсе.
Фриис теңдеуін толық таралу моделі емес, бос кеңістік сілтемесі ретінде пайдаланыңыз. Ол алыс өрісті жұмыс істеуді, кедергісіз көру сызығын және дұрыс тураланған антенналарды болжайды.
Поляризация сәйкессіздігі
Егер таратушы және қабылдағыш антенналар поляризацияға сәйкес келмесе, идеалды қабылдау қуатын поляризация шығыны коэффициентіне (PLF) көбейтіңіз. Нормалданған поляризация векторлары үшін PLF 0-ден 1-ге дейін ауытқиды; 1 мәні мінсіз сәйкестікті білдіреді. Төмендегі жалпыланған форма осы сәйкессіздік терминін қамтиды.
3-теңдеу.Поляризация сәйкессіздігін қоса алғанда, жалпыланған Фриис беріліс теңдеуі.
Негізгі қорытындылар
- Тиімді диафрагма түсетін қуат тығыздығын қолжетімді қабылданған қуатқа түрлендіреді.
- Пайда үшінGжәне толқын ұзындығыλ, Ae= Gλ2/(4π).
- Диафрагма мен Friis есептеулерінде dBi емес, сызықтық күшейтуді пайдаланыңыз.
- Friis алыс қашықтықтағы, көрінетін сызықтағы бос кеңістіктік байланыстарға қолданылады; практикалық байланыс бюджеттері қосымша шығындарды талап етеді.
РФ MISO қамтамасыз етедістандартты күшейту мүйізді антенналарыжәне өлшеу, калибрлеу және жүйені интеграциялауға арналған басқа да радиожиілік антенна шешімдері.РФ MISO-мен байланысыңызжиілік диапазонын, күшейту коэффициентін және интерфейс талаптарын талқылау үшін.
Электрондық пошта:info@rf-miso.com
Телефон: 0086-028-82695327
Жарияланған уақыты: 2024 жылғы 8 қаңтар
