რა არის ანტენის მიმართულება?
სწრაფი პასუხი:ანტენის მიმართულება აღწერს, თუ რამდენად ძლიერად კონცენტრირებს ანტენა გამოსხივებულ სიმძლავრეს კონკრეტული მიმართულებით იდეალურ იზოტროპულ რადიატორთან შედარებით. იზოტროპულ რადიატორს აქვს 1, ანუ 0 dBi მიმართულება.
უფრო მაღალი მიმართულება უფრო ვიწრო, უფრო ფოკუსირებულ გამოსხივების სურათს წარმოქმნის, ხოლო უფრო დაბალი მიმართულება უფრო ფართო კუთხურ დაფარვას უზრუნველყოფს. მიმართულება დამოკიდებულია გამოსხივების სურათზე და არ მოიცავს ანტენის დანაკარგებს.
ნორმალიზებული გამოსხივების სურათი შეიძლება გამოისახოს სფერულ კოორდინატებში შემდეგნაირად:
ნორმალიზებული რადიაციული სურათი
ანტენის მიმართულების ფორმულა
ნორმალიზებული გამოსხივების დიაგრამას იგივე ფორმა აქვს, რაც ორიგინალ დიაგრამას, მაგრამ მისი მაქსიმალური მნიშვნელობა 1-მდეა მასშტაბირებული. ანტენის მიმართულება, რომელიც იწერება როგორცD, ადარებს მაქსიმალურ გამოსხივების ინტენსივობას საშუალო გამოსხივების ინტენსივობასთან ყველა მიმართულებით.
განტოლების მნიშვნელი წარმოადგენს სფეროზე ინტეგრირებულ მთლიან ნიმუშს. პიკური მნიშვნელობის ამ სივრცულ საშუალოზე გაყოფა გვიჩვენებს, თუ რამდენად ძლიერად კონცენტრირებს ანტენა ენერგიას მისი ძირითადი მიმართულებით.
მიმართულება vs. მოგება
მიმართულება მხოლოდ იმას აღწერს, თუ როგორ არის კონცენტრირებული გამოსხივების სურათი. ანტენის გაძლიერება ასევე ითვალისწინებს გამოსხივების ეფექტურობას, გამტარობისა და დიელექტრიკული დანაკარგების ჩათვლით.
ურთიერთობა არისG = ηD, სადაცGარის მოგება,ηარის რადიაციული ეფექტურობა დაDარის მიმართულება. უდანაკარგო ანტენის გაძლიერება მისი მიმართულებადობის ტოლია; რეალურ ანტენაში გაძლიერება ჩვეულებრივ უფრო დაბალია. ორივე მნიშვნელობა, როგორც წესი, dBi-ში გამოისახება იზოტროპულ გამოსხივებასთან მიმართებაში.
მიმართულების გაანგარიშების მაგალითი
მაგალითად, განვიხილოთ შემდეგი ორი განტოლება ორი ანტენის გამოსხივების სურათისთვის.
ანტენა 1
ანტენა 2
რადიაციული სურათი და მიმართულება
შემდეგი ნიმუშები განსხვავდება პოლარული კუთხის მიხედვითθდა ვარაუდობენ, რომ აზიმუტის მიმართ მუდმივი რჩება. ანტენა 1 თავის გამოსხივებას უფრო ფართოდ ავრცელებს, ხოლო ანტენა 2 მეტ ენერგიას კონცენტრირებს თავისი ძირითადი მიმართულების გარშემო.
რადგან ვიწრო მთავარი სხივი გამოსხივებული სიმძლავრის უფრო მეტ კონცენტრაციას წარმოადგენს, მოსალოდნელია, რომ ანტენა 2-ს უფრო მაღალი ორიენტაცია ექნება.
სურათი 1. ორი ნორმალიზებული გამოსხივების ნიმუშის შედარება. უფრო კონცენტრირებულ ნიმუშს უფრო მაღალი მიმართულება აქვს.
მიმართულების გაანგარიშების შედეგები
მიმართულების განტოლების ორ მაგალითზე გამოყენება იძლევა:
- ანტენა 1:D = 1.273, ან 1.05 dBi
- ანტენა 2:D = 2.707, ან 4.32 dBi
ანტენა 2-ს უფრო მაღალი მიმართულება აქვს, რადგან მისი გამოსხივება უფრო მეტად პიკური მიმართულებითაა კონცენტრირებული. იზოტროპული გამოსხივება გამოიყენება 0 dBi საცნობარო ინდიკატორად, მიუხედავად იმისა, რომ ის იდეალური მოდელია და არა რეალიზებადი ფიზიკური ანტენა.
მაღალი და დაბალი მიმართულების აპლიკაციები
დაბალი მიმართულების ანტენებიუზრუნველყოფენ ფართო კუთხურ დაფარვას და სასარგებლოა, როდესაც სიგნალები შეიძლება მოვიდეს სხვადასხვა მიმართულებიდან, როგორიცაა მობილური მოწყობილობები, ავტომობილის რადიოები და ზოგადი უკაბელო წვდომა.
მაღალი მიმართულების ანტენებიენერგიის უფრო ვიწრო სხივში ფოკუსირება. ისინი სასურველია თანამგზავრული კავშირებისთვის, რადარისთვის, დისტანციური ზონდირებისა და წერტილიდან წერტილამდე კომუნიკაციისთვის, სადაც სასურველი მიმართულება ცნობილია.
ქვემოთ მოცემულ ცხრილში მოცემულია რამდენიმე გავრცელებული ტიპის ანტენის მიმართულების სავარაუდო დიაპაზონები.
ანტენის მიმართულების ტიპიური მნიშვნელობები
| ანტენის ტიპი | მიმართულების სავარაუდო კოეფიციენტი | მიახლოებითი მიმართულება (dBi) |
|---|---|---|
| მოკლე დიპოლი | 1.5 | 1.76 |
| ნახევარტალღური დიპოლი | 1.64 | 2.15 |
| პაჩ ანტენა | 3.2-6.3 | 5-8 |
| რქის ანტენა | 10-100 | 10-20 |
| თეფშის ანტენა | 10-10,000 | 10-40 |
ეს მნიშვნელობები წარმომადგენლობითი დიაპაზონებია. ფაქტობრივი მიმართულება დამოკიდებულია სიხშირეზე, ელექტრულ ზომაზე, გეომეტრიაზე, განათებასა და მუშაობის პირობებზე.
როგორ იზომება ანტენის მიმართულება?
მიმართულება, როგორც წესი, განისაზღვრება გაზომილი გამოსხივების დიაგრამიდან. ტესტირებული ანტენა ხასიათდება აზიმუტისა და ელევაციის მიხედვით, ხოლო შედეგად მიღებული ველის ან სიმძლავრის მონაცემები ნორმალიზებულია სამგანზომილებიანი დიაგრამის შესაქმნელად.
- გაზომეთ ფარდობითი გამოსხივების დონე საჭირო კუთხურ დიაპაზონში.
- განსაზღვრეთ რადიაციის მაქსიმალური ინტენსივობა.
- სივრცითი საშუალოს მისაღებად, გააერთიანეთ გამოსხივების სურათი მყარი კუთხის გასწვრივ.
- პიკური ინტენსივობა გაყავით საშუალო ინტენსივობაზე და შედეგი გამოხატეთ თანაფარდობის სახით ან dBi-ში.
კონტროლირებადიანტენის ტესტირებახელს უწყობს არეკვლისა და გაზომვის გაურკვევლობის შემცირებას გამოსხივების ნიმუშების, გაძლიერების, პოლარიზაციისა და ორიენტაციის შეფასებისას.
როგორ მოქმედებს ანტენის ზომა მიმართულებაზე
ელექტრული ზომა ძლიერ გავლენას ახდენს გამოსხივების დიაგრამაზე. პატარა, ერთელემენტიანი ანტენა ჩვეულებრივ წარმოქმნის ფართო სხივს და შედარებით დაბალ ორიენტაციას. ტალღის სიგრძეებში ეფექტური აპერტურის გაზრდა ანტენას ან მასივს საშუალებას აძლევს, შექმნას უფრო ვიწრო სხივი და მიაღწიოს უფრო მაღალ ორიენტაციას.
- ქვედა მიმართულება:სასარგებლოა ფართო არეალის დაფარვისა და სხვადასხვა მიმართულებიდან მომავალი სიგნალებისთვის.
- უმაღლესი მიმართულება:სასარგებლოა ფოკუსირებული ბმულებისთვის, გაუმჯობესებული კუთხური სელექციურობისთვის და მთავარი სხივის გარეთ სიგნალების უარყოფისთვის.
მიმართულება მხოლოდ ფიზიკური ზომით არ განისაზღვრება. გეომეტრია, დენის განაწილება, მასივის დაშორება და ფაზირება, აპერტურის განათება და ოპერაციული სიხშირე - ყველაფერი ეს გავლენას ახდენს საბოლოო გამოსხივების სურათზე.
ვიწრო სხივი, როგორც წესი, უფრო მაღალ ორიენტაციას შეესაბამება, მაგრამ ის ასევე მოითხოვს უფრო ზუსტ მიმართულებას და გასწორებას. ორიენტაციას, ეფექტურობასა და მიღწეულ შესრულებას შორის ურთიერთკავშირისთვის იხილეთანტენის ეფექტურობა და გაძლიერება.
ხშირად დასმული კითხვები
რას ნიშნავს ანტენის მიმართულება მარტივად?
ეს არის საზომი იმისა, თუ რამდენად ძლიერად კონცენტრირებს ანტენა გამოსხივებას ერთი მიმართულებით, ყველა მიმართულებით საშუალო გამოსხივებასთან შედარებით.
ანტენის მიმართულება იგივეა, რაც გაძლიერების?
არა. მიმართულება აღწერს ნიმუშის კონცენტრაციას, ხოლო გაძლიერება ასევე მოიცავს გამოსხივების ეფექტურობას. მათი დამოკიდებულებაა G = ηD.
რას ნიშნავს 0 dBi მიმართულების მნიშვნელობა?
ის შეესაბამება იდეალურ იზოტროპულ რადიატორს, რომლის მიმართულების კოეფიციენტი 1-ია. ეს არის მითითება, რომელიც გამოიყენება მიმართულების dBi-ში გამოსახატავად.
როგორ შეიძლება ანტენის მიმართულების გაზრდა?
მიმართულების გაზრდა შესაძლებელია ეფექტური ელექტრული აპერტურის გაფართოებით, რეფლექტორების ან ლინზების გამოყენებით, კონტროლირებადი ამპლიტუდისა და ფაზის მქონე მასივების ფორმირებით, ან ისეთი გეომეტრიის არჩევით, რომელიც უფრო ვიწრო მთავარ სხივს წარმოქმნის.
მაღალი ორიენტაცია ყოველთვის უკეთეს ანტენას ნიშნავს?
არა. უფრო მაღალი ორიენტაცია სასარგებლოა, როდესაც სამიზნე მიმართულება ცნობილია, თუმცა ფართო დაფარვა შეიძლება უფრო მნიშვნელოვანი იყოს მობილური ან მრავალმიმართულებიანი აპლიკაციებისთვის. სწორი არჩევანი დამოკიდებულია ბმულზე, დაფარვაზე, გამტარუნარიანობაზე, ეფექტურობასა და ინსტალაციის მოთხოვნებზე.
თქვენი აპლიკაციისთვის ანტენის შერჩევაში ან ტესტირებაში დახმარებისთვის,დაუკავშირდით RF MISO-სან ელ.ფოსტაinfo@rf-miso.com.
გამოქვეყნების დრო: 2023 წლის 7 ნოემბერი
