Kokia yra efektyvi antenos diafragma?
Theefektyvi antenos diafragma, taip pat vadinamasefektyvus plotas (Ae), apibūdina, kaip efektyviai priimanti antena sugauna krintančios elektromagnetinės bangos energiją. Tai lygiavertė priėmimo zona, nebūtinai antenos fizinė anga.
Poliarizacijos atitikimo plokštumos bangai, sklindančiai iš maksimalaus priėmimo krypties, efektyvioji diafragma susieja krintančios galios tankį su antenos gnybtuose esančia galia.
If Syra krintančios galios tankis, išreikštas W/m²2irPryra prieinama priimama galia vatais, tada:
Pr= SAe
Didesnė efektyvi diafragma surenka daugiau energijos iš to paties kritimo lauko, jei atvykimo kryptis ir poliarizacija yra sulygiuotos.
Efektyvioji diafragma atsižvelgia į spinduliuotės efektyvumą ir kitus antenos nuostolius, įskaitant laidininko ir dielektrinius nuostolius. Todėl ji matuoja naudingą priėmimo našumą, o ne tik fizinį dydį. Diafragmos efektyvumas, varžos neatitikimas ir poliarizacijos neatitikimas gali sumažinti imtuvui tiekiamą galią.
Efektyvios diafragmos formulė ir antenos stiprinimas
Bet kurios antenos maksimali efektyvi apertūra yra susijusi su jos stiprinimo koeficientu.Gir bangos ilgisλpateikė:
Ae= Gλ2/(4π)
Šioje lygtyje stiprinimą naudokite kaip tiesinį santykį, o ne dBi. Konvertuokite stiprinimą suG = 10G(dBi)/10Kadangi bangos ilgis lygusc/f, efektyvi diafragma mažėja didėjant dažniui, kai stiprinimo koeficientas išlieka pastovus.
Ir atvirkščiai, antenos su ta pačia fizine diafragma gali pasiekti didesnį stiprinimą esant trumpesniems bangos ilgiams, kai diafragmos efektyvumas išlieka panašus. Šis ryšys padeda inžinieriams palyginti priėmimo galimybes skirtinguose dažniuose.
Kaip nustatoma efektyvi diafragma
Efektyviąją diafragmą galima apskaičiuoti pagal išmatuotą stiprinimo koeficientą, nustatyti lyginant su etalonine antena arba nustatyti pagal kalibruotus priėmimo galios matavimus. Rezultatas yra naudingas sudarant ryšio biudžetus, matuojant antenas ir įvertinant sistemos jautrumą.
Matavimo reikmėms peržiūrėkite RF MISOstandartinio stiprinimo raginės antenos, kurie suteikia žinomą stiprinimą tam tikrose dažnių juostose.
Efektyviosios diafragmos naudojimas Friiso perdavimo lygtyje
TheFriiso perdavimo lygtissujungia perduodamą galią, antenos stiprinimo koeficientus, bangos ilgį ir atstumą laisvos erdvės tolimojo lauko jungtyje. Siųstuvo stiprinimo koeficientui nustatytiGt, imtuvo stiprinimasGr, bangos ilgisλir atstumasR, jis įvertina priimančiosios antenos galią.
NaudojantPr= SAeaiškiai parodo priėmimo efektyviosios apertūros vaidmenį: siunčianti antena nustato imtuvo galios tankį, o priimanti antena dalį šio lauko paverčia terminalo galia.
Friiso perdavimo formulės išvedimas
Apsvarstykite dvi antenas, esančias tarp jų atstumuRneužstotoje laisvoje erdvėje. Priėmimo antena turi būti siųstuvo tolimajame lauke, o antenos turi būti suderintos kryptimi ir poliarizacija.
If PtKai vatai perduodami į idealią izotropinę siųstuvą, galia pasklinda per sferos paviršių. AtstumuR, krintančios galios tankis yra:
1 pav. Perdavimo (Tx) ir priėmimo (Rx) antenos, atskirtosR.
Praktiškai siųstuvinei antenai su stiprinimuGtlink imtuvo, krintanti galios tankis padidėja tokiu stiprinimo koeficientu:
Jei priėmimo antena turi efektyvią diafragmąAe, prieinama gauta galia yra krintančios galios tankis, padaugintas išAe:
Įstačius priėmimo antenos stiprinimo ir diafragmos santykį, gaunama:
Todėl gautą galią galima užrašyti įprasta laisvos erdvės forma:
1 lygtis.Friiso perdavimo lygtis pagal bangos ilgį.
1 lygtisSusijęs su perdavimo galia, antenos stiprinimu, bangos ilgiu ir atstumu. Tai galioja tiesioginio matomumo laisvos erdvės sklidimui tolimajame lauke. Realioms sistemoms reikalingi papildomi terminai kabelio nuostoliams, jungties nuostoliams, nukreipimo paklaidai, atmosferos slopinimui ir kitiems sklidimo poveikiams.
Friiso lygties dažnio forma
Nesλ = c/f, lygtį taip pat galima išreikšti dažniu:
2 lygtis.Friiso perdavimo lygtis pagal dažnį.
Kaip dažnis veikia priimamą galią
Kai antenos stiprinimo koeficientai ir atstumas išlieka pastovūs, Friiso lygtis numato mažesnę priimamą galią didėjant dažniui, nes trumpėja bangos ilgis. Šiame palyginime daroma prielaida, kad kiekviename dažnyje stiprinimo koeficiento vertės yra tos pačios.
Tačiau antenų su fiksuota fizine apertūra stiprinimas paprastai didėja mažėjant bangos ilgiui. Todėl aukšto dažnio ir milimetrinių bangų jungtys gali pasiekti puikų našumą naudojant kryptines, didelio stiprinimo antenas, jei jungties biudžete taip pat atsižvelgiama į nukreipimo tikslumą, atmosferos absorbciją, lietų ir techninės įrangos nuostolius.
Friiso lygtį naudokite kaip laisvos erdvės atskaitos tašką, o ne kaip pilną sklidimo modelį. Ji daro prielaidą, kad veikimas tolimojo lauko erdvėje, matomumas netrukdomas, o antenos tinkamai suderintos.
Poliarizacijos neatitikimas
Jei siuntimo ir priėmimo antenų poliarizacija nesutampa, idealią priimamą galią padauginkite iš poliarizacijos nuostolių koeficiento (PLF). Normalizuotų poliarizacijos vektorių PLF svyruoja nuo 0 iki 1; 1 reikšmė reiškia visišką atitikimą. Žemiau pateiktoje apibendrintoje formoje šis neatitikimo terminas yra įtrauktas.
3 lygtis.Apibendrinta Friiso perdavimo lygtis, įskaitant poliarizacijos neatitikimą.
Svarbiausios išvados
- Efektyvioji diafragma paverčia krintančios galios tankį į priimamą galią.
- Dėl pelnoGir bangos ilgisλ, Ae= Gλ2/(4π).
- Diafragmos ir Friiso skaičiavimuose naudokite tiesinį stiprinimą, o ne dBi.
- Friiso metodas taikomas tolimojo lauko, tiesioginio matomumo laisvos erdvės jungtims; praktiniams jungčių biudžetams reikia papildomų nuostolių.
RF MISO teikiastandartinio stiprinimo raginės antenosir kiti RF antenų sprendimai matavimui, kalibravimui ir sistemų integravimui.Susisiekite su RF MISOaptarti dažnių diapazoną, stiprinimą ir sąsajos reikalavimus.
El. paštas:info@rf-miso.com
Telefonas: 0086-028-82695327
Įrašo laikas: 2024 m. sausio 8 d.
