главни

Ефективни отвор бленде антене

Користан параметар за израчунавање снаге пријема антене јеефективна површинаилиефективни отвор блендеПретпоставимо да равански талас са истом поларизацијом као и пријемна антена пада на антену. Даље претпоставимо да се талас креће ка антени у правцу максималног зрачења антене (правац из ког би се примила највећа снага).

Ондаефективни отвор блендеПараметар описује колико снаге се хвата из датог равног таласа. Некаpбити густина снаге равног таласа (у W/m^2). АкоП_тпредставља снагу (у ватима) на терминалима антене доступним пријемнику антене, онда:

2

Дакле, ефективна површина једноставно представља колико снаге се хвата из равног таласа и испоручује антена. Ова површина узима у обзир губитке својствене антени (омске губитке, диелектричне губитке итд.).

Општа релација за ефективни отвор бленде у смислу вршног појачања антене (G) било које антене дата је са:

3

Ефективни отвор бленде или ефективна површина може се измерити на стварним антенама поређењем са познатом антеном са датим ефективним отвором бленде или прорачуном коришћењем измереног појачања и горње једначине.

Ефективни отвор бленде биће користан концепт за израчунавање примљене снаге са равног таласа. Да бисте ово видели у акцији, пређите на следећи одељак о Фриисовој формули за пренос.

Фриисова једначина преноса

На овој страници представљамо једну од најосновнијих једначина у теорији антена,Фриисова једначина преносаФриисова једначина преноса се користи за израчунавање снаге примљене од једне антене (са појачањемG1), када се преноси са друге антене (са појачањемG2), раздвојене растојањемRи раде на фреквенцијиfили таласну дужину ламбда. Ову страницу вреди прочитати неколико пута и требало би је у потпуности разумети.

Извођење Фриисове формуле за пренос

Да бисмо започели извођење Фриисове једначине, размотримо две антене у слободном простору (без препрека у близини) раздвојене растојањемR:

4

Претпоставимо да се предајној антени испоручује ()вати укупне снаге. За сада, претпоставимо да је предајна антена свесмерна, без губитака и да се пријемна антена налази у далеком пољу предајне антене. Тада је густина снагеp(у ватима по квадратном метру) равног таласа који пада на пријемну антену на растојањуRса предајне антене дат је са:

41bd284bf819e176ae631950cd267f7

Слика 1. Предајна (Tx) и пријемна (Rx) антена раздвојене саR.

5

Ако предајна антена има појачање антене у смеру пријемне антене дато са (), тада горња једначина густине снаге постаје:

2
6

Члан појачања утиче на усмереност и губитке стварне антене. Претпоставимо сада да пријемна антена има ефективни отвор бленде дат са()Тада је снага коју прима ова антена ( ) дата са:

4
3
7

Пошто се ефективни отвор бленде за било коју антену може изразити и као:

8

Резултујућа примљена снага може се записати као:

9

Једначина1

Ово је познато као Фриисова формула за пренос. Она повезује губитак путање у слободном простору, појачање антене и таласну дужину са пријемном и преносном снагом. Ово је једна од основних једначина у теорији антена и треба је запамтити (као и горе наведено извођење).

Још један користан облик Фриисове једначине преноса дат је у једначини [2]. Пошто су таласна дужина и фреквенција f повезане брзином светлости c (видети увод на страницу о фреквенцијама), имамо Фриисову формулу преноса у смислу фреквенције:

10

Једначина2

Једначина [2] показује да се више снаге губи на вишим фреквенцијама. Ово је фундаментални резултат Фрисове једначине преноса. То значи да ће за антене са одређеним појачањима пренос енергије бити највећи на нижим фреквенцијама. Разлика између примљене снаге и пренете снаге позната је као губитак путање. Другим речима, Фрисова једначина преноса каже да је губитак путање већи за више фреквенције. Значај овог резултата из Фрисове формуле преноса не може се преценити. Због тога мобилни телефони генерално раде на мање од 2 GHz. Можда постоји већи фреквентни спектар доступан на вишим фреквенцијама, али повезани губитак путање неће омогућити квалитетан пријем. Као даља последица Фрисове једначине преноса, претпоставимо да вас питају о антенама од 60 GHz. Узимајући у обзир да је ова фреквенција веома висока, могли бисте рећи да ће губитак путање бити превисок за комуникацију на великим даљинама - и потпуно сте у праву. На веома високим фреквенцијама (60 GHz се понекад назива mm (милиметарски таласни) регион), губитак путање је веома висок, тако да је могућа само комуникација од тачке до тачке. Ово се дешава када су пријемник и предајник у истој просторији и окренути један према другом. Као додатна последица Фриисове формуле за пренос, да ли мислите да су оператери мобилне телефоније задовољни новим ЛТЕ (4Г) опсегом, који ради на 700MHz? Одговор је да: ово је нижа фреквенција од оне на којој традиционално раде антене, али из једначине [2] примећујемо да ће и губитак путање стога бити мањи. Стога, они могу да „покрију више терена“ овим фреквентним спектром, а руководилац компаније Verizon Wireless га је недавно назвао „спектром високог квалитета“, управо из тог разлога. Напомена: С друге стране, произвођачи мобилних телефона ће морати да уклопе антену са већом таласном дужином у компактни уређај (нижа фреквенција = већа таласна дужина), тако да је посао дизајнера антене постао мало компликованији!

Коначно, ако антене нису поларизационо усклађене, горе наведена примљена снага може се помножити са фактором губитка поларизације (PLF) како би се правилно објаснило ово неусклађење. Једначина [2] изнад може се изменити да би се добила генерализована Фриисова формула за пренос, која укључује неусклађеност поларизације:

11

Једначина3

E-mail:info@rf-miso.com

Телефон: 0086-028-82695327

Веб-сајт: www.rf-miso.com


Време објаве: 08.01.2024.

Преузмите технички лист производа