Накіраванасць - асноўны параметр антэны. Гэта мера дыяграмы дыяграмы накіраванай антэны. Антэна, якая выпраменьвае аднолькава ва ўсе бакі, будзе мець накіраванасць, роўную 1. (Гэта эквівалентна нулю дэцыбел -0 дБ).
Функцыю сферычных каардынат можна запісаць у выглядзе нармаванай дыяграмы выпраменьвання:
[Ураўненне 1]
Нармалізаваная дыяграма мае такую ж форму, што і зыходная дыяграма. Нармалізаваная дыяграма дыяграмы памяншаецца на велічыню так, што максімальнае значэнне дыяграмы дыяграмы роўна 1. (Найбольшае значэнне - ураўненне [1] ад "F"). Матэматычна формула накіраванасці (тып "D") запісваецца так:
Гэта можа здацца складаным раўнаннем накіраванасці. Аднак найбольшае значэнне маюць дыяграмы выпраменьвання малекул. Назоўнік уяўляе сабой сярэднюю магутнасць выпраменьвання ва ўсіх напрамках. Затым ураўненне з'яўляецца мерай пікавай магутнасці выпраменьвання, падзеленай на сярэдняе. Гэта дае антэне накіраванасць.
Накіраваная парадыгма
У якасці прыкладу разгледзім наступныя два ўраўненні для дыяграмы дыяграмы дзвюх антэн.
Антэна 1
Антэна 2
Гэтыя дыяграмы выпраменьвання паказаны на малюнку 1. Калі ласка, звярніце ўвагу, што рэжым выпраменьвання з'яўляецца толькі функцыяй палярнага вугла тэта (θ). Дыяграма дыяграмы не з'яўляецца функцыяй азімута. (Азімутальная дыяграма дыяграмы застаецца без зменаў). Дыяграма выпраменьвання першай антэны менш накіраваная, чым дыяграма другой антэны. Такім чынам, мы чакаем, што накіраванасць будзе ніжэй для першай антэны.
малюнак 1. Схема дыяграмы дыяграмы выпраменьвання антэны. Мае высокую накіраванасць?
Выкарыстоўваючы формулу [1], мы можам вылічыць, што антэна мае большую накіраванасць. Каб праверыць ваша разуменне, падумайце аб малюнку 1 і аб тым, што такое накіраванасць. Затым вызначыце, якая антэна мае больш высокую накіраванасць, без выкарыстання матэматыкі.
Вынікі накіраванага разліку, выкарыстоўвайце формулу [1]:
Разлік накіраванай антэны 1, 1,273 (1,05 дБ).
Разлік накіраванай антэны 2, 2,707 (4,32 дБ).
Падвышаная накіраванасць азначае больш сфакусаваную або накіраваную антэну. Гэта азначае, што 2-прыёмная антэна мае ў 2,707 разоў большую накіраваную магутнасць, чым усенакіраваная антэна. Антэна 1 атрымае ў 1,273 разы большую магутнасць, чым усёнакіраваная антэна. Усенакіраваныя антэны выкарыстоўваюцца як агульны эталон, нават калі ізатропных антэн не існуе.
Антэны мабільных тэлефонаў павінны мець нізкую накіраванасць, таму што сігналы могуць паступаць з любога боку. Наадварот, спадарожнікавыя антэны маюць высокую накіраванасць. Спадарожнікавая антэна прымае сігналы з фіксаванага напрамку. Напрыклад, калі вы атрымліваеце антэну спадарожнікавага тэлебачання, кампанія скажа вам, куды яе накіраваць, і антэна атрымае патрэбны сігнал.
Мы скончым спісам тыпаў антэн і іх накіраванасці. Гэта дасць вам уяўленне аб тым, якая накіраванасць з'яўляецца звычайнай.
Тып антэны Тыповая накіраванасць Тыповая накіраванасць [дэцыбел] (дБ)
Кароткая дыпольная антэна 1,5 1,76
Паўхвалевая дыпольная антэна 1,64 2,15
Патч (мікрапалоскавая антэна) 3,2-6,3 5-8
Рупорная антэна 10-100 10-20
Талеркавая антэна 10-10 000 10-40
Як паказваюць дадзеныя вышэй, накіраванасць антэны моцна адрозніваецца. Такім чынам, важна разумець накіраванасць пры выбары лепшай антэны для вашага канкрэтнага прымянення. Калі вам трэба пасылаць або прымаць энергію з некалькіх напрамкаў у адным кірунку, вам варта распрацаваць антэну з нізкай накіраванасцю. Прыклады прымянення антэн з нізкай накіраванасцю ўключаюць аўтамабільныя радыёпрыёмнікі, сотавыя тэлефоны і бесправадны доступ да Інтэрнэту з кампутара. І наадварот, калі вы робіце дыстанцыйнае зандзіраванне або мэтанакіраваную перадачу энергіі, то спатрэбіцца высоканакіраваная антэна. Высоканакіраваныя антэны максімальна павялічаць перадачу магутнасці з жаданага кірунку і зменшаць сігналы з непажаданых напрамкаў.
Дапусцім, мы хочам антэну з нізкай накіраванасцю. Як нам гэта зрабіць?
Агульнае правіла тэорыі антэн заключаецца ў тым, што вам патрэбна электрычна малая антэна для атрымання нізкай накіраванасці. Гэта значыць, калі вы выкарыстоўваеце антэну з агульным памерам 0,25 - 0,5 даўжыні хвалі, то вы мінімізуеце накіраванасць. Паўхвалевыя дыпольныя антэны або шчылінныя антэны з паўхвалевай даўжынёй хвалі звычайна маюць накіраванасць менш за 3 дБ. Гэта такая нізкая накіраванасць, якую вы можаце атрымаць на практыцы.
У канчатковым рахунку, мы не можам зрабіць антэны менш чым чвэрць даўжыні хвалі без зніжэння эфектыўнасці антэны і паласы прапускання антэны. Эфектыўнасць антэны і прапускная здольнасць антэны будуць абмяркоўвацца ў наступных раздзелах.
Для антэны з высокай накіраванасцю нам спатрэбяцца антэны розных памераў даўжынь хваль. Такія, як антэны спадарожнікавай талеркі і рупорныя антэны маюць высокую накіраванасць. Гэта часткова таму, што яны маюць шмат даўжынь хваль.
чаму так? У рэшце рэшт, прычына звязана са ўласцівасцямі пераўтварэння Фур'е. Калі вы робіце пераўтварэнне Фур'е кароткага імпульсу, вы атрымліваеце шырокі спектр. Гэтая аналогія адсутнічае пры вызначэнні дыяграмы выпраменьвання антэны. Дыяграму дыяграмы выпраменьвання можна разглядаць як пераўтварэнне Фур'е размеркавання току або напружання ўздоўж антэны. Такім чынам, малыя антэны маюць шырокую дыяграму выпраменьвання (і нізкую накіраванасць). Антэны з вялікім раўнамерным размеркаваннем напружання або току Вельмі накіраваная дыяграма (і высокая скіраванасць).
E-mail:info@rf-miso.com
Тэлефон: 0086-028-82695327
Сайт: www.rf-miso.com
Час публікацыі: 07 лістапада 2023 г
