რა არის ანტენის ეფექტური დიაფრაგმა?
ისანტენის ეფექტური დიაფრაგმა, ასევე ცნობილია, როგორცეფექტური ფართობი (Ae), აღწერს, თუ რამდენად ეფექტურად იღებს მიმღები ანტენა ენერგიას ინციდენტური ელექტრომაგნიტური ტალღიდან. ეს არის ეკვივალენტური მიმღები არე და არა აუცილებლად ანტენის ფიზიკური ღიობი.
მაქსიმალური მიღების მიმართულებიდან მომავალი პოლარიზაციის შესაბამისი სიბრტყოვანი ტალღისთვის, ეფექტური აპერტურა აკავშირებს ინციდენტური სიმძლავრის სიმკვრივეს ანტენის ტერმინალებში ხელმისაწვდომ სიმძლავრესთან.
If Sარის ინციდენტური სიმძლავრის სიმკვრივე ვატ/მ-ში2დაPrარის ხელმისაწვდომი მიღებული სიმძლავრე ვატებში, მაშინ:
Pr= სამხრეთ აფრიკაe
უფრო დიდი ეფექტური აპერტურა იმავე ინციდენტური ველიდან მეტ ენერგიას აგროვებს, იმ პირობით, რომ ჩამოსვლის მიმართულება და პოლარიზაცია გასწორებულია.
ეფექტური აპერტურა ითვალისწინებს გამოსხივების ეფექტურობას და ანტენის სხვა დანაკარგებს, მათ შორის გამტარობისა და დიელექტრიკული დანაკარგებს. ამიტომ, ის ზომავს გამოსაყენებელ მიმღების მუშაობას და არა მხოლოდ ფიზიკურ ზომას. აპერტურა, წინაღობის შეუსაბამობა და პოლარიზაციის შეუსაბამობა - ყველამ შეიძლება შეამციროს მიმღებისთვის მიწოდებული სიმძლავრე.
ეფექტური დიაფრაგმის ფორმულა და ანტენის გაძლიერება
ნებისმიერი ანტენის მაქსიმალური ეფექტური დიაფრაგმა დაკავშირებულია მის გაძლიერებასთანGდა ტალღის სიგრძეλმიერ:
Ae= Gλ2/(4π)
ამ განტოლებაში გამოიყენეთ გაძლიერება, როგორც წრფივი თანაფარდობა და არა dBi. გადაიყვანეთ გაძლიერება შემდეგნაირად:G = 10G(dBi)/10რადგან ტალღის სიგრძე უდრისc/f, ეფექტური დიაფრაგმა მცირდება სიხშირის მატებასთან ერთად, როდესაც გაძლიერების დონე მუდმივია.
პირიქით, იგივე ფიზიკური აპერტურის მქონე ანტენებს შეუძლიათ უფრო მაღალი გაძლიერების მიღწევა უფრო მოკლე ტალღის სიგრძეებზე, როდესაც აპერტურის ეფექტურობა შედარებითი რჩება. ეს ურთიერთობა ინჟინრებს ეხმარება შეადარონ მიღების შესაძლებლობები სხვადასხვა სიხშირეებზე.
როგორ განისაზღვრება ეფექტური დიაფრაგმა
ეფექტური დიაფრაგმა შეიძლება გამოითვალოს გაზომილი გაძლიერებიდან, განისაზღვროს საცნობარო ანტენასთან შედარებით ან გამოვიდეს დაკალიბრებული მიმღები სიმძლავრის გაზომვებიდან. შედეგი სასარგებლოა კავშირის ბიუჯეტებში, ანტენის გაზომვებსა და სისტემის მგრძნობელობის შეფასებაში.
გაზომვის აპლიკაციებისთვის, შეისწავლეთ RF MISO-ები.სტანდარტული გაძლიერების რქის ანტენები, რომლებიც უზრუნველყოფენ ცნობილ გაძლიერებას მითითებულ სიხშირულ დიაპაზონებში.
ეფექტური დიაფრაგმის გამოყენება ფრისის გადაცემის განტოლებაში
ისფრისის გადაცემის განტოლებააკავშირებს გადაცემულ სიმძლავრეს, ანტენის გაძლიერებას, ტალღის სიგრძეს და დაშორების მანძილს თავისუფალ სივრცეში შორეულ ველში. გადამცემის გაძლიერებაGt, მიმღების გაძლიერებაGr, ტალღის ტალღაλდა მანძილიR, ის აფასებს მიმღებ ანტენაზე ხელმისაწვდომ სიმძლავრეს.
გამოყენებაPr= სამხრეთ აფრიკაeმიმღები ეფექტური აპერტურის როლს ცხადს ხდის: გადამცემი ანტენა ადგენს სიმძლავრის სიმკვრივეს მიმღებში, ხოლო მიმღები ანტენა ამ ველის ნაწილს ტერმინალურ სიმძლავრედ გარდაქმნის.
ფრისის გადაცემის ფორმულის გამოყვანა
განვიხილოთ ორი ანტენა, რომლებიც ერთმანეთისგან დაშორებულია მანძილით.Rთავისუფალ სივრცეში. მიმღები ანტენა უნდა იყოს გადამცემის შორეულ ველში და ანტენები უნდა იყოს გასწორებული მიმართულებითა და პოლარიზაციით.
If Ptვატები მიეწოდება იდეალურ იზოტროპულ გადამცემ ანტენას, სიმძლავრე ნაწილდება სფეროს ზედაპირზე. მანძილზეR, ინციდენტური სიმძლავრის სიმკვრივეა:
სურათი 1. გადამცემი (Tx) და მიმღები (Rx) ანტენები, რომლებიც ერთმანეთისგან გამოყოფილიაR.
პრაქტიკული გადამცემი ანტენისთვის გაძლიერებითGtმიმღების მიმართულებით, ინციდენტური სიმძლავრის სიმკვრივე იზრდება ამ გაძლიერების კოეფიციენტით:
თუ მიმღებ ანტენას აქვს ეფექტური დიაფრაგმაAe, ხელმისაწვდომი მიღებული სიმძლავრე არის ინციდენტური სიმძლავრის სიმკვრივის გამრავლებაAe:
მიმღები ანტენის გაძლიერებისა და დიაფრაგმის დამოკიდებულების ჩანაცვლება იძლევა:
ამგვარად, მიღებული სიმძლავრე შეიძლება ჩაიწეროს ნაცნობი თავისუფალი სივრცის ფორმით:
განტოლება 1.ფრისის გადაცემის განტოლება ტალღის სიგრძის მიხედვით.
განტოლება 1აკავშირებს გადაცემის სიმძლავრეს, ანტენის მოგებას, ტალღის სიგრძეს და დაშორების მანძილს. ის ვალიდურია შორეულ ველში ხედვის ხაზის თავისუფალი სივრცის გავრცელებისთვის. რეალურ სისტემებს დამატებითი პირობები სჭირდებათ კაბელის დაკარგვის, კონექტორის დაკარგვის, მიმართულების შეცდომის, ატმოსფერული შესუსტების და გავრცელების სხვა ეფექტებისთვის.
ფრისის განტოლების სიხშირული ფორმა
რადგანλ = c/f, განტოლება ასევე შეიძლება გამოისახოს სიხშირის მიხედვით:
განტოლება 2.ფრისის გადაცემის განტოლება სიხშირის მიხედვით.
როგორ მოქმედებს სიხშირე მიღებულ სიმძლავრეზე
როდესაც ანტენის გაძლიერება და მანძილი უცვლელია, ფრისის განტოლება პროგნოზირებს მიღებული სიმძლავრის შემცირებას სიხშირის ზრდასთან ერთად, რადგან ტალღის სიგრძე მცირდება. ეს შედარება ვარაუდობს, რომ თითოეულ სიხშირეზე ერთნაირი გაძლიერება მნიშვნელობებს იღებს.
თუმცა, ფიქსირებული ფიზიკური აპერტურის მქონე ანტენების შემთხვევაში, გაძლიერება, როგორც წესი, იზრდება ტალღის სიგრძის შემცირებასთან ერთად. ამიტომ, მაღალი სიხშირის და მილიმეტრიანი ტალღების კავშირებს შეუძლიათ მიაღწიონ ძლიერ მუშაობას მიმართულებითი, მაღალი გამაძლიერებელი ანტენებით, იმ პირობით, რომ კავშირის ბიუჯეტი ასევე ითვალისწინებს მიმართულების სიზუსტეს, ატმოსფერულ შთანთქმას, წვიმას და აპარატურულ დანაკარგებს.
სრული გავრცელების მოდელის ნაცვლად, თავისუფალი სივრცის საცნობარო მაგალითად გამოიყენეთ ფრისის განტოლება. ის გულისხმობს შორეულ ველზე მუშაობას, შეუფერხებელ ხედვის ხაზს და სწორად განლაგებულ ანტენებს.
პოლარიზაციის შეუსაბამობა
თუ გადამცემი და მიმღები ანტენები პოლარიზაციას არ ემთხვევა, იდეალური მიღებული სიმძლავრე გაამრავლეთ პოლარიზაციის დანაკარგის კოეფიციენტზე (PLF). ნორმალიზებული პოლარიზაციის ვექტორებისთვის, PLF 0-დან 1-მდე მერყეობს; 1-ის მნიშვნელობა სრულყოფილ შესაბამისობას წარმოადგენს. ქვემოთ მოცემული განზოგადებული ფორმა მოიცავს ამ შეუსაბამობის ტერმინს.
განტოლება 3.განზოგადებული ფრისის გადაცემის განტოლება, პოლარიზაციის შეუსაბამობის ჩათვლით.
ძირითადი დასკვნები
- ეფექტური აპერტურა ინციდენტური სიმძლავრის სიმკვრივეს ხელმისაწვდომ მიღებულ სიმძლავრედ გარდაქმნის.
- მოგების მიზნითGდა ტალღის სიგრძეλ, Ae= Gλ2/(4π).
- დიაფრაგმისა და ფრისის გამოთვლებში გამოიყენეთ წრფივი გაძლიერება და არა dBi.
- Friis ვრცელდება შორეული ველის, ხედვის ხაზის თავისუფალი სივრცის ბმულებზე; პრაქტიკული ბმულების ბიუჯეტები დამატებით დანაკარგებს მოითხოვს.
RF MISO უზრუნველყოფსსტანდარტული გაძლიერების რქის ანტენებიდა სხვა RF ანტენის გადაწყვეტილებები გაზომვის, კალიბრაციისა და სისტემის ინტეგრაციისთვის.დაუკავშირდით RF MISO-სსიხშირის დიაპაზონის, გაძლიერებისა და ინტერფეისის მოთხოვნების განსახილველად.
ელ. ფოსტა:info@rf-miso.com
ტელეფონი: 0086-028-82695327
გამოქვეყნების დრო: 2024 წლის 8 იანვარი
