Antennaning qabul qilish quvvatini hisoblovchi foydali parametr busamarali maydonyokisamarali diafragmaQabul qiluvchi antenna bilan bir xil qutblanishga ega tekis to'lqin antennaga tushayotgan deb faraz qilaylik. Bundan tashqari, to'lqin antennaga qarab antennaning maksimal nurlanish yo'nalishi bo'yicha (eng ko'p quvvat qabul qilinadigan yo'nalish) harakatlanayotgan deb faraz qilaylik.

Keyinsamarali diafragmaparametr berilgan tekis to'lqindan qancha quvvat olinishini tavsiflaydi.ptekis to'lqinning quvvat zichligi bo'lsin (Vt/m^2 da). AgarP_tantenna qabul qilgichi uchun mavjud bo'lgan antenna terminallaridagi quvvatni (vattlarda) ifodalaydi, keyin:

Shunday qilib, samarali maydon shunchaki tekis to'lqindan qancha quvvat olinishini va antenna tomonidan yetkazib berilishini anglatadi. Bu maydon antennaga xos bo'lgan yo'qotishlarni (om yo'qotishlari, dielektrik yo'qotishlar va boshqalar) hisobga oladi.

Har qanday antennaning eng yuqori antenna kuchaytirish koeffitsienti (G) nuqtai nazaridan samarali diafragma uchun umumiy bog'liqlik quyidagicha berilgan:

Samarali diafragma yoki samarali maydonni haqiqiy antennalarda berilgan samarali diafragmaga ega ma'lum antenna bilan taqqoslash yoki o'lchangan kuchaytirish va yuqoridagi tenglama yordamida hisoblash orqali o'lchash mumkin.

Samarali diafragma tekis to'lqindan qabul qilingan quvvatni hisoblash uchun foydali tushuncha bo'ladi. Buni amalda ko'rish uchun Friis uzatish formulasining keyingi bo'limiga o'ting.

Friis uzatish tenglamasi

Ushbu sahifada biz antenna nazariyasidagi eng fundamental tenglamalardan birini, ya'ni ... bilan tanishtiramiz.Friis uzatish tenglamasiFriis uzatish tenglamasi bitta antennadan olingan quvvatni hisoblash uchun ishlatiladi (kuchaytirish bilan)G1), boshqa antennadan uzatilganda (kuchaytirish bilan)G2), masofa bilan ajratilganRva chastotada ishlaydifyoki to'lqin uzunligi lambda. Ushbu sahifani bir necha marta o'qishga arziydi va to'liq tushunilishi kerak.

Friis uzatish formulasining kelib chiqishi

Friis tenglamasini chiqarishni boshlash uchun, masofa bilan ajratilgan bo'sh joyda (yaqin atrofda hech qanday to'siqlar yo'q) ikkita antennani ko'rib chiqing.R:

Umumiy quvvat () Vatt uzatuvchi antennaga yetkazilgan deb faraz qilaylik. Hozircha, uzatuvchi antenna hamma yo'nalishda, yo'qotishsiz va qabul qiluvchi antenna uzatuvchi antennaning uzoq maydonida joylashgan deb faraz qilaylik. U holda quvvat zichligipqabul qiluvchi antennaga tushadigan tekis to'lqinning masofasi (kvadrat metrga vattlarda)Ruzatish antennasidan quyidagilar orqali beriladi:

1-rasm. Uzatish (Tx) va qabul qilish (Rx) antennalari quyidagicha ajratilganR.

Agar uzatish antennasi () bilan berilgan qabul qiluvchi antenna yo'nalishi bo'yicha antenna kuchaytirgichiga ega bo'lsa, yuqoridagi quvvat zichligi tenglamasi quyidagicha bo'ladi:

Kuchaytirish sharti haqiqiy antennaning yo'nalishi va yo'qotishlariga ta'sir qiladi. Endi qabul qiluvchi antennaning samarali diafragmasi quyidagicha berilgan deb faraz qilaylik( )Keyin ushbu antenna ( ) tomonidan qabul qilingan quvvat quyidagicha beriladi:

Har qanday antenna uchun samarali diafragma quyidagicha ifodalanishi mumkin:

Olingan quvvatni quyidagicha yozish mumkin:

1-tenglama

Bu Friis uzatish formulasi sifatida tanilgan. U bo'sh fazo yo'lining yo'qolishini, antennaning kuchayishini va to'lqin uzunligini qabul qilingan va uzatilgan quvvatlar bilan bog'laydi. Bu antenna nazariyasidagi asosiy tenglamalardan biri bo'lib, uni yodda tutish kerak (yuqoridagi hosila bilan bir qatorda).

Friis uzatish tenglamasining yana bir foydali shakli [2] tenglamada keltirilgan. To'lqin uzunligi va chastota f yorug'lik tezligi c bilan bog'liq bo'lganligi sababli (chastota sahifasiga kirishga qarang), bizda chastota bo'yicha Friis uzatish formulasi mavjud:

2-tenglama

[2] tenglama yuqori chastotalarda ko'proq quvvat yo'qotilishini ko'rsatadi. Bu Friis uzatish tenglamasining asosiy natijasidir. Bu shuni anglatadiki, belgilangan kuchaytirishga ega antennalar uchun energiya uzatish past chastotalarda eng yuqori bo'ladi. Qabul qilingan quvvat va uzatilgan quvvat o'rtasidagi farq yo'l yo'qotishi deb nomlanadi. Boshqacha aytganda, Friis uzatish tenglamasi yuqori chastotalar uchun yo'l yo'qotishi yuqoriroq ekanligini aytadi. Friis uzatish formulasidan olingan bu natijaning ahamiyatini oshirib bo'lmaydi. Shuning uchun mobil telefonlar odatda 2 gigagertsdan kam chastotada ishlaydi. Yuqori chastotalarda ko'proq chastota spektri mavjud bo'lishi mumkin, ammo bog'liq yo'l yo'qotishi sifatli qabul qilishni ta'minlamaydi. Friss uzatish tenglamasining yana bir natijasi sifatida, sizdan 60 gigagertsli antennalar haqida so'ralganday tuyulsin. Bu chastota juda yuqori ekanligini ta'kidlab, siz yo'l yo'qotishi uzoq masofali aloqa uchun juda yuqori bo'lishini aytishingiz mumkin - va siz mutlaqo haqsiz. Juda yuqori chastotalarda (60 gigagerts ba'zan mm (millimetr to'lqin) mintaqasi deb ataladi) yo'l yo'qotishi juda yuqori, shuning uchun faqat nuqtadan nuqtaga aloqa mumkin. Bu qabul qilgich va uzatgich bir xonada va bir-biriga qaragan holda bo'lganda sodir bo'ladi. Friis uzatish formulasining yana bir natijasi sifatida, sizningcha, mobil telefon operatorlari 700 MGts da ishlaydigan yangi LTE (4G) diapazonidan mamnunmi? Javob ha: bu an'anaviy ravishda ishlaydigan antennalarga qaraganda pastroq chastota, ammo [2] tenglamadan biz yo'l yo'qotish ham pastroq bo'lishini ta'kidlaymiz. Shuning uchun ular ushbu chastota spektri bilan "ko'proq joyni qamrab olishlari" mumkin va Verizon Wireless rahbari yaqinda aynan shu sababga ko'ra buni "yuqori sifatli spektr" deb atadi. Qo'shimcha eslatma: Boshqa tomondan, uyali telefon ishlab chiqaruvchilari ixcham qurilmaga kattaroq to'lqin uzunligiga ega antennani o'rnatishlari kerak bo'ladi (past chastota = katta to'lqin uzunligi), shuning uchun antenna dizaynerining ishi biroz murakkablashdi!

Nihoyat, agar antennalar qutblanishga mos kelmasa, yuqoridagi qabul qilingan quvvatni ushbu nomuvofiqlikni to'g'ri hisobga olish uchun qutblanishni yo'qotish koeffitsienti (PLF) ga ko'paytirish mumkin. Yuqoridagi [2] tenglamani qutblanish nomuvofiqligini o'z ichiga olgan umumlashtirilgan Friis uzatish formulasini hosil qilish uchun o'zgartirish mumkin: