Антеннаның бағытталуы дегеніміз не?
Жылдам жауап:Антеннаның бағыттылығы антеннаның сәулелену қуатын идеалды изотропты радиатормен салыстырғанда белгілі бір бағытта қаншалықты күшті шоғырландыратынын сипаттайды. Изотропты радиатордың бағыттылығы 1 немесе 0 дБи болады.
Жоғары бағытталу тар, шоғырланған сәулелену үлгісін тудырады, ал төмен бағытталу кеңірек бұрыштық қамтуды қамтамасыз етеді. Бағытталу сәулелену үлгісінің пішініне байланысты және антенна шығындарын қамтымайды.
Нормалданған сәулелену үлгісін сфералық координаталар түрінде келесідей көрсетуге болады:
Қалыпқа келтірілген сәулелену үлгісі
Антенна бағытының формуласы
Қалыптандырылған сәулелену үлгісі бастапқы үлгімен бірдей пішінге ие, бірақ оның максималды мәні 1-ге дейін масштабталған. Антеннаның бағыттылығы, былай жазыладыD, сәулеленудің максималды қарқындылығын барлық бағыттар бойынша орташа сәулелену қарқындылығымен салыстырады.
Теңдеудің бөлімі сфераға интегралданған жалпы үлгіні білдіреді. Шың мәнін осы кеңістіктік орташа мәнге бөлу антеннаның энергияны негізгі бағытқа қаншалықты күшті шоғырландыратынын көрсетеді.
Бағыттау және пайда
Бағыттау тек сәулелену үлгісінің қалай шоғырланғанын сипаттайды. Антеннаның күшейтуі өткізгіштік және диэлектрлік шығындарды қоса алғанда, сәулелену тиімділігін де ескереді.
Қарым-қатынас дегенімізG = ηD, қайдаGпайда болып табылады,ηрадиациялық тиімділік болып табылады жәнеDбағытталу болып табылады. Шығынсыз антеннаның күшейту коэффициенті оның бағытталу коэффициентіне тең; нақты антеннада күшейту әдетте төмен болады. Изотропты радиаторға қатысты екі мән де әдетте дБи-де көрсетіледі.
Бағыттауды есептеу мысалы
Мысал ретінде, екі антеннаның сәулелену үлгісі үшін келесі екі теңдеуді қарастырайық.
1-антенна
Антенна 2
Сәулелену үлгісі және бағыттылығы
Келесі үлгілер полярлық бұрышқа байланысты өзгередіθжәне азимутпен тұрақты болып қалады деп есептеледі. 1-антенна сәулеленуді кеңірек таратады, ал 2-антенна көбірек энергияны негізгі бағытының айналасына шоғырландырады.
Тар негізгі сәуле сәулелену қуатының жоғары концентрациясын білдіретіндіктен, 2-антеннаның бағытталуы жоғары болады деп күтілуде.
1-сурет. Екі қалыпқа келтірілген сәулелену үлгісін салыстыру. Концентрацияланған үлгінің бағытталуы жоғарырақ болады.
Директивтілікті есептеу нәтижелері
Директивтілік теңдеуін екі мысалға қолдану келесідей нәтиже береді:
- 1-антенна:D = 1,273 немесе 1,05 дБи
- 2-антенна:D = 2,707 немесе 4,32 дБи
2-антеннаның бағытталуы жоғары, себебі оның сәулеленуі шың бағытының айналасында көбірек шоғырланған. Изотропты радиатор 0 дБи эталондық ретінде қолданылады, дегенмен ол жүзеге асырылатын физикалық антенна емес, идеалды модель болып табылады.
Жоғары және төмен бағыттаушылық қолданбалары
Төмен бағыттағы антенналаркең бұрыштық қамтуды қамтамасыз етеді және сигналдар мобильді құрылғылар, көлік радиолары және жалпы сымсыз байланыс сияқты әртүрлі бағыттардан келуі мүмкін кезде пайдалы.
Жоғары бағыттағы антенналарэнергияны тар сәулеге бағыттаңыз. Олар қажетті бағыт белгілі болатын спутниктік байланыстар, радар, қашықтықтан зондтау және нүктеден нүктеге байланыс үшін қолайлы.
Төмендегі кестеде бірнеше кең таралған антенна түрлері үшін шамамен бағытталғандық диапазондары көрсетілген.
Антеннаның бағыттылығының типтік мәндері
| Антенна түрі | Бағытталу коэффициентінің шамамен | Шамамен бағытталу (дБи) |
|---|---|---|
| Қысқа диполь | 1.5 | 1.76 |
| Жарты толқынды диполь | 1.64 | 2.15 |
| Патч антеннасы | 3.2-6.3 | 5-8 |
| Мүйізді антенна | 10-100 | 10-20 |
| Таба антеннасы | 10-10 000 | 10-40 |
Бұл мәндер репрезентативті диапазондар болып табылады. Нақты бағыттылық жиілікке, электр өлшеміне, геометрияға, жарықтандыруға және жұмыс жағдайларына байланысты.
Антеннаның бағыттылығы қалай өлшенеді?
Бағыттау әдетте өлшенген сәулелену үлгісінен анықталады. Сыналатын антенна азимут және биіктік бойынша сипатталады, ал алынған өріс немесе қуат деректері үш өлшемді үлгі жасау үшін қалыпқа келтіріледі.
- Қажетті бұрыштық диапазондағы салыстырмалы сәулелену деңгейін өлшеңіз.
- Радиацияның максималды қарқындылығын анықтаңыз.
- Кеңістіктік орташа мәнді алу үшін сәулелену үлгісін қатты дене бұрышы бойынша интегралдаңыз.
- Шыңның қарқындылығын орташа қарқындылыққа бөліп, нәтижені қатынас ретінде немесе дБи түрінде көрсетіңіз.
Басқарылатынантеннаны сынаусәулелену үлгілерін, күшейтуді, поляризацияны және бағытталуды бағалау кезінде шағылысуларды және өлшеу белгісіздігін азайтуға көмектеседі.
Антенна өлшемі бағытқа қалай әсер етеді
Электрлік өлшем сәулелену үлгісіне қатты әсер етеді. Кішкентай бір элементті антенна әдетте кең сәуле мен салыстырмалы түрде төмен бағытталуды тудырады. Толқын ұзындықтарындағы тиімді диафрагманы арттыру антеннаға немесе массивке тар сәуле қалыптастыруға және жоғары бағытталуды қамтамасыз етуге мүмкіндік береді.
- Төменгі бағытталу:кең аумақты қамту және бірнеше бағыттан келетін сигналдар үшін пайдалы.
- Жоғары бағыттылық:фокусталған байланыстар, бұрыштық селективтілікті жақсарту және негізгі сәуледен тыс сигналдарды қабылдамау үшін пайдалы.
Бағыттау тек физикалық өлшеммен ғана анықталмайды. Геометрия, токтың таралуы, массив аралығы және фаза, диафрагманың жарықтануы және жұмыс жиілігінің барлығы соңғы сәулелену үлгісіне әсер етеді.
Тар сәуле әдетте жоғары бағытталуға сәйкес келеді, бірақ ол дәлірек бағыттауды және туралауды да қажет етеді. Бағытталу, тиімділік және жүзеге асырылған өнімділік арасындағы байланысты қараңыз.антеннаның тиімділігі және күшейту.
Жиі қойылатын сұрақтар
Қарапайым тілмен айтқанда, антеннаның бағыттылығы дегеніміз не?
Бұл антеннаның сәулеленуді бір бағытта қаншалықты күшті шоғырландыратынын барлық бағыттар бойынша орташа сәулеленумен салыстырғандағы өлшемі.
Антеннаның бағыттылығы күшейту коэффициентімен бірдей ме?
Жоқ. Бағыттаушылық үлгі концентрациясын сипаттайды, ал күшейту сәулелену тиімділігін де қамтиды. Олардың қатынасы G = ηD.
0 дБи бағыттылығы нені білдіреді?
Ол 1 бағытталу коэффициенті бар идеалды изотропты радиаторға сәйкес келеді. Бұл бағытталуды дБи-мен көрсету үшін қолданылатын сілтеме.
Антеннаның бағытын қалай арттыруға болады?
Бағыттылықты тиімді электрлік диафрагманы үлкейту, шағылыстырғыштарды немесе линзаларды пайдалану, амплитудасы мен фазасы басқарылатын массивтерді қалыптастыру немесе тар негізгі сәулені шығаратын геометрияны таңдау арқылы арттыруға болады.
Жоғары бағыттау әрқашан жақсы антеннаны білдіре ме?
Жоқ. Мақсатты бағыт белгілі болған кезде жоғары бағыттау тиімді, бірақ мобильді немесе көп бағытты қосымшалар үшін кең қамту маңыздырақ болуы мүмкін. Дұрыс таңдау байланысқа, қамтуға, өткізу қабілетіне, тиімділікке және орнату талаптарына байланысты.
Қолданбаңызға арналған антеннаны таңдау немесе сынау бойынша көмек алу үшін,РФ MISO-мен байланысыңызнемесе электрондық поштаinfo@rf-miso.com.
Жарияланған уақыты: 2023 жылғы 7 қараша
