Kryptingumas yra pagrindinis antenos parametras. Tai yra kryptinės antenos spinduliavimo modelio matas. Antenos, kuri sklinda vienodai visomis kryptimis, kryptingumas bus lygus 1. (Tai atitinka nulį decibelų -0 dB).
Sferinių koordinačių funkciją galima parašyti kaip normalizuotą spinduliuotės modelį:
[1 lygtis]
Normalizuotas spinduliuotės modelis turi tokią pačią formą kaip ir pradinis spinduliuotės modelis. Normalizuotas spinduliuotės modelis sumažinamas tokiu dydžiu, kad didžiausia spinduliavimo modelio vertė būtų lygi 1. (Didžiausia yra „F“ [1] lygtis). Matematiškai kryptingumo formulė (tipas "D") parašyta taip:
Tai gali atrodyti kaip sudėtinga krypties lygtis. Tačiau didžiausią vertę turi molekulių spinduliuotės modeliai. Vardiklis rodo vidutinę galią, spinduliuojamą visomis kryptimis. Tada lygtis yra didžiausios spinduliuojamos galios, padalytos iš vidurkio, matas. Tai suteikia antenos kryptingumą.
Krypties paradigma
Kaip pavyzdį apsvarstykite kitas dvi lygtis dviejų antenų spinduliavimo modeliui.
1 antena
2 antena
Šie spinduliavimo modeliai pavaizduoti 1 paveiksle. Atkreipkite dėmesį, kad spinduliavimo režimas yra tik poliarinio kampo teta(θ) funkcija. Spinduliavimo modelis nėra azimuto funkcija. (Azimutinės spinduliuotės modelis išlieka nepakitęs). Pirmosios antenos spinduliavimo modelis yra mažiau kryptingas, nei antrosios antenos spinduliuotės modelis. Todėl tikimės, kad pirmosios antenos kryptingumas bus mažesnis.
1 pav. Antenos spinduliavimo schema. Turi aukštą kryptingumą?
Pagal formulę [1] galime apskaičiuoti, kad antena turi didesnį kryptingumą. Norėdami patikrinti savo supratimą, pagalvokite apie 1 paveikslą ir kas yra kryptingumas. Tada nenaudodami matematikos nustatykite, kuri antena turi didesnį kryptingumą.
Krypties skaičiavimo rezultatai, naudokite formulę [1]:
1 kryptinės antenos skaičiavimas, 1,273 (1,05 dB).
Kryptinės antenos 2 skaičiavimas, 2,707 (4,32 dB).
Padidėjęs kryptingumas reiškia labiau sufokusuotą arba kryptingą anteną. Tai reiškia, kad 2 imtuvų antenos krypties galia yra 2,707 karto didesnė už jos piką nei daugiakryptės antenos. Antena 1 gaus 1,273 karto didesnę galią nei įvairiakryptė antena. Daugiakryptės antenos naudojamos kaip bendra atskaita, net jei izotropinių antenų nėra.
Mobiliųjų telefonų antenos turėtų būti žemos krypties, nes signalai gali sklisti iš bet kurios krypties. Priešingai, palydovinės antenos turi didelį kryptingumą. Palydovinė antena priima signalus iš nustatytos krypties. Pavyzdžiui, jei gausite palydovinės televizijos anteną, įmonė nurodys, kur ją nukreipti, ir antena gaus norimą signalą.
Baigsime antenų tipų ir jų krypties sąrašu. Tai leis jums suprasti, koks kryptingumas yra įprastas.
Antenos tipas Tipinis kryptingumas Tipinis kryptingumas [decibelais] (dB)
Trumpa dipolio antena 1,5 1,76
Pusbangės dipolio antena 1,64 2,15
Patch (mikrojuostelinė antena) 3.2-6.3 5-8
Garso antena 10-100 10-20
Lėkštinė antena 10-10 000 10-40
Kaip rodo aukščiau pateikti duomenys, antenos kryptingumas labai skiriasi. Todėl, renkantis geriausią anteną konkrečiai programai, svarbu suprasti kryptį. Jei jums reikia siųsti arba gauti energiją iš kelių krypčių viena kryptimi, turėtumėte sukurti mažo kryptingumo anteną. Žemos krypties antenų taikymo pavyzdžiai yra automobilių radijas, mobilieji telefonai ir kompiuterių belaidžio interneto prieiga. Ir atvirkščiai, jei atliekate nuotolinį stebėjimą arba tikslinį energijos perdavimą, tuomet reikės labai kryptingos antenos. Labai kryptingos antenos maksimaliai padidins galios perdavimą iš norimos krypties ir sumažins signalus iš nepageidaujamų krypčių.
Tarkime, kad norime mažo kryptingumo antenos. Kaip tai darome?
Bendra antenos teorijos taisyklė yra ta, kad norint sukurti mažą kryptingumą, jums reikia elektra mažos antenos. Tai yra, jei naudojate anteną, kurios bendras bangos ilgis yra 0,25–0,5, tada sumažinsite kryptingumą. Pusinės bangos dipolio antenos arba pusės bangos ilgio lizdinės antenos paprastai turi mažesnę nei 3 dB kryptį. Tai yra tokia maža kaip kryptingumas, kurį galite pasiekti praktiškai.
Galiausiai negalime padaryti antenų, mažesnių nei ketvirtadalio bangos ilgio, nesumažindami antenos efektyvumo ir antenos pralaidumo. Antenos efektyvumas ir antenos dažnių juostos plotis bus aptariami kituose skyriuose.
Antenai su dideliu kryptingumu mums reikės daugelio bangos ilgių antenų. Tokios kaip palydovinės antenos ir rago antenos turi didelį kryptingumą. Taip yra iš dalies todėl, kad jie yra daugelio bangų ilgių.
kodėl taip? Galiausiai priežastis yra susijusi su Furjė transformacijos savybėmis. Kai imsite Furjė trumpo impulso transformaciją, gausite platų spektrą. Šios analogijos nėra nustatant antenos spinduliavimo modelį. Spinduliuotės modelį galima įsivaizduoti kaip Furjė srovės arba įtampos pasiskirstymo išilgai antenos transformaciją. Todėl mažos antenos turi plačius spinduliavimo modelius (ir mažą kryptingumą). Antenos su dideliu vienodu įtampos arba srovės pasiskirstymu Labai kryptingi modeliai (ir didelis kryptingumas).
E-mail:info@rf-miso.com
Telefonas:0086-028-82695327
Svetainė: www.rf-miso.com
Paskelbimo laikas: 2023-11-07
