მიმართულება ანტენის ფუნდამენტური პარამეტრია. ეს არის მიმართულებითი ანტენის გამოსხივების დიაგრამის საზომი. ანტენას, რომელიც თანაბრად ასხივებს ყველა მიმართულებით, მიმართულება 1-ის ტოლი ექნება (ეს ნულოვანი დეციბელის -0 დბ-ის ეკვივალენტურია).
სფერული კოორდინატების ფუნქცია შეიძლება ჩაიწეროს ნორმალიზებული გამოსხივების ნიმუშის სახით:
[განტოლება 1]
ნორმალიზებული გამოსხივების ნიმუშს იგივე ფორმა აქვს, რაც თავდაპირველ გამოსხივების ნიმუშს. ნორმალიზებული გამოსხივების ნიმუშს სიდიდით ამცირებს ისე, რომ გამოსხივების ნიმუშს მაქსიმალური მნიშვნელობა 1-ის ტოლი ჰქონდეს. (ყველაზე დიდია „F“-ის განტოლება [1]). მათემატიკურად, მიმართულების ფორმულა (ტიპი „D“) ასე იწერება:
ეს შეიძლება რთული მიმართულების განტოლებად მოგეჩვენოთ. თუმცა, მოლეკულების გამოსხივების სქემებს უდიდესი მნიშვნელობა აქვს. მნიშვნელი წარმოადგენს ყველა მიმართულებით გამოსხივებულ საშუალო სიმძლავრეს. განტოლება შემდეგ წარმოადგენს პიკური გამოსხივებული სიმძლავრის საშუალოზე გაყოფის საზომს. ეს იძლევა ანტენის მიმართულების მნიშვნელობას.
მიმართულებითი პარადიგმა
მაგალითად, განვიხილოთ შემდეგი ორი განტოლება ორი ანტენის გამოსხივების სურათისთვის.
ანტენა 1
ანტენა 2
ეს გამოსხივების სქემები გამოსახულია ნახაზ 1-ში. გაითვალისწინეთ, რომ გამოსხივების რეჟიმი მხოლოდ პოლარული კუთხის, თეტა(θ)-ის ფუნქციაა. გამოსხივების სქემი არ არის აზიმუტის ფუნქცია. (აზიმუტალური გამოსხივების სქემი უცვლელი რჩება). პირველი ანტენის გამოსხივების სქემი ნაკლებად მიმართულებითია, ვიდრე მეორე ანტენის. ამიტომ, ჩვენ ველით, რომ პირველი ანტენის მიმართულება უფრო დაბალი იქნება.
სურათი 1. ანტენის გამოსხივების დიაგრამა. აქვს თუ არა მას მაღალი მიმართულება?
ფორმულის [1] გამოყენებით შეგვიძლია გამოვთვალოთ, რომ ანტენას უფრო მაღალი ორიენტაცია აქვს. თქვენი გაგების შესამოწმებლად, დაფიქრდით ნახაზ 1-ზე და იმაზე, თუ რა არის ორიენტაცია. შემდეგ განსაზღვრეთ, რომელ ანტენას აქვს უფრო მაღალი ორიენტაცია მათემატიკური გამოთვლების გამოყენების გარეშე.
მიმართულების გამოთვლის შედეგები, გამოიყენეთ ფორმულა [1]:
მიმართულებითი ანტენა 1-ის გაანგარიშება, 1.273 (1.05 დბ).
მიმართულებითი ანტენა 2-ის გაანგარიშება, 2.707 (4.32 დბ).
გაზრდილი მიმართულების უნარი ნიშნავს უფრო ფოკუსირებულ ან მიმართულ ანტენას. ეს ნიშნავს, რომ 2-მიმღებ ანტენას თავისი პიკური მიმართულების 2.707-ჯერ მეტი სიმძლავრე აქვს, ვიდრე ყოვლისმიმართულებიან ანტენას. პირველი ანტენა ყოვლისმიმართულებიან ანტენაზე 1.273-ჯერ მეტ სიმძლავრეს მიიღებს. ყოვლისმიმართულებიან ანტენებს იყენებენ, როგორც საერთო საცნობარო ინდექსს, მიუხედავად იმისა, რომ იზოტროპული ანტენები არ არსებობს.
მობილური ტელეფონის ანტენებს დაბალი ორიენტაცია უნდა ჰქონდეთ, რადგან სიგნალები შეიძლება ნებისმიერი მიმართულებიდან მოდიოდეს. ამის საპირისპიროდ, თანამგზავრულ ანტენებს მაღალი ორიენტაცია აქვთ. თანამგზავრული ანტენა სიგნალებს ფიქსირებული მიმართულებიდან იღებს. მაგალითად, თუ თანამგზავრულ სატელევიზიო ანტენას შეიძენთ, კომპანია გეტყვით, სად მიმართოთ ის და ანტენა სასურველ სიგნალს მიიღებს.
დასასრულს, ჩვენ განვიხილავთ ანტენების ტიპებსა და მათ ორიენტაციას. ეს მოგცემთ წარმოდგენას იმის შესახებ, თუ რა ორიენტაციაა გავრცელებული.
ანტენის ტიპი ტიპიური მიმართულება ტიპიური მიმართულება [დეციბელი] (დბ)
მოკლე დიპოლური ანტენა 1.5 1.76
ნახევარტალღური დიპოლური ანტენა 1.64 2.15
პატჩი (მიკროსტრიპული ანტენა) 3.2-6.3 5-8
რქის ანტენა 10-100 10-20
თეფშის ანტენა 10-10,000 10-40
როგორც ზემოთ მოცემული მონაცემები აჩვენებს, ანტენის მიმართულება მნიშვნელოვნად განსხვავდება. ამიტომ, თქვენი კონკრეტული გამოყენებისთვის საუკეთესო ანტენის არჩევისას მნიშვნელოვანია მიმართულებადობის გაგება. თუ გჭირდებათ ენერგიის გაგზავნა ან მიღება რამდენიმე მიმართულებით ერთი მიმართულებით, მაშინ უნდა დააპროექტოთ დაბალი მიმართულებადობის მქონე ანტენა. დაბალი მიმართულებადობის ანტენების გამოყენების მაგალითებია მანქანის რადიოები, მობილური ტელეფონები და კომპიუტერის უკაბელო ინტერნეტი. პირიქით, თუ თქვენ ახორციელებთ დისტანციურ ზონდირებას ან მიზნობრივ სიმძლავრის გადაცემას, მაშინ საჭირო იქნება მაღალი მიმართულებადობის ანტენა. მაღალი მიმართულებადობის ანტენები მაქსიმალურად გაზრდის სიმძლავრის გადაცემას სასურველი მიმართულებიდან და შეამცირებს არასასურველი მიმართულებებიდან მომდინარე სიგნალებს.
დავუშვათ, რომ დაბალი მიმართულების ანტენა გვინდა. როგორ გავაკეთოთ ეს?
ანტენის თეორიის ზოგადი წესი ის არის, რომ დაბალი ორიენტაციის მისაღებად საჭიროა ელექტრულად პატარა ანტენა. ანუ, თუ იყენებთ ანტენას, რომლის საერთო ზომაა 0.25 - 0.5 ტალღის სიგრძე, მაშინ ორიენტაცია მინიმუმამდე დაიყვანთ. ნახევარტალღური დიპოლური ან ნახევრად ტალღის სიგრძის სლოტიანი ანტენები, როგორც წესი, 3 დბ-ზე ნაკლები ორიენტირებულობით ხასიათდება. ეს არის პრაქტიკაში მიღებული ორიენტაციის ყველაზე დაბალი მაჩვენებელი.
საბოლოო ჯამში, ჩვენ არ შეგვიძლია ანტენების გაკეთება ტალღის სიგრძის მეოთხედზე პატარა ანტენების ეფექტურობისა და გამტარუნარიანობის შემცირების გარეშე. ანტენის ეფექტურობა და გამტარუნარიანობა განხილული იქნება მომავალ თავებში.
მაღალი ორიენტაციის მქონე ანტენისთვის დაგვჭირდება სხვადასხვა ტალღის სიგრძის ანტენები. მაგალითად, თანამგზავრული თეფშის ანტენებს და რქისებრ ანტენებს აქვთ მაღალი ორიენტაცია. ეს ნაწილობრივ იმიტომ ხდება, რომ ისინი მრავალი ტალღის სიგრძისაა.
რატომ? საბოლოო ჯამში, მიზეზი ფურიეს გარდაქმნის თვისებებს უკავშირდება. როდესაც მოკლე იმპულსის ფურიეს გარდაქმნას ვიღებთ, ფართო სპექტრს ვიღებთ. ეს ანალოგია ანტენის გამოსხივების დიაგრამის განსაზღვრისას არ არსებობს. გამოსხივების დიაგრამა შეიძლება განვიხილოთ, როგორც ანტენის გასწვრივ დენის ან ძაბვის განაწილების ფურიეს გარდაქმნა. ამიტომ, პატარა ანტენებს აქვთ ფართო გამოსხივების დიაგრამები (და დაბალი მიმართულება). დიდი ერთგვაროვანი ძაბვის ან დენის განაწილების მქონე ანტენები ძალიან მიმართულებითი დიაგრამები (და მაღალი მიმართულება).
E-mail:info@rf-miso.com
ტელეფონი: 0086-028-82695327
ვებსაიტი: www.rf-miso.com
გამოქვეყნების დრო: 2023 წლის 7 ნოემბერი
