Usmjerenost je osnovni parametar antene.Ovo je mjera kako je dijagram zračenja usmjerene antene.Antena koja zrači jednako u svim smjerovima imat će usmjerenost jednaku 1. (Ovo je ekvivalentno nula decibela -0 dB).
Funkcija sfernih koordinata može se napisati kao normalizirani uzorak zračenja:
[jednačina 1]
Normalizirani uzorak zračenja ima isti oblik kao i originalni uzorak zračenja.Normalizirani dijagram zračenja se smanjuje za veličinu tako da je maksimalna vrijednost dijagrama zračenja jednaka 1. (Najveća je jednadžba [1] od "F").Matematički, formula za usmjerenost (tip "D") se piše kao:
Ovo može izgledati kao komplikovana jednadžba usmjerenja.Ipak, obrasci zračenja molekula su od najveće vrijednosti.Imenilac predstavlja prosječnu snagu zračenu u svim smjerovima.Jednačina je tada mjera vršne snage zračenja podijeljena sa prosjekom.Ovo daje usmjerenost antene.
Usmjerena paradigma
Kao primjer, razmotrite sljedeće dvije jednačine za dijagram zračenja dvije antene.
Antena 1
Antena 2
Ovi obrasci zračenja su prikazani na slici 1. Imajte na umu da je način zračenja samo funkcija polarnog ugla theta(θ) Shema zračenja nije funkcija azimuta.(Azimutalni obrazac zračenja ostaje nepromijenjen).Šablon zračenja prve antene je manje usmjeren, nego dijagram zračenja druge antene.Stoga očekujemo da će usmjerenost biti niža za prvu antenu.
Slika 1. Dijagram dijagrama zračenja antene.Ima visoku usmjerenost?
Koristeći formulu [1], možemo izračunati da antena ima veću usmjerenost.Da biste provjerili svoje razumijevanje, razmislite o slici 1 i šta je usmjerenost.Zatim odredite koja antena ima veću usmjerenost bez upotrebe matematike.
Rezultati proračuna usmjerenja, koristite formulu [1]:
Proračun usmjerene antene 1, 1.273 (1.05 dB).
Proračun usmjerene antene 2, 2.707 (4.32 dB).
Povećana usmjerenost znači više fokusiranu ili usmjerenu antenu.To znači da 2-prijemna antena ima 2,707 puta veću usmjerenu snagu od svog vrha od omnidirekcione antene.Antena 1 će dobiti 1.273 puta veću snagu od omnidirekcione antene.Omnidirekcione antene se koriste kao uobičajena referenca iako ne postoje izotropne antene.
Antene mobilnih telefona trebale bi imati nisku usmjerenost jer signali mogu doći iz bilo kojeg smjera.Nasuprot tome, satelitske antene imaju visoku usmjerenost.Satelitska antena prima signale iz fiksnog smjera.Na primjer, ako dobijete satelitsku TV antenu, kompanija će vam reći gdje da je usmjerite i antena će primiti željeni signal.
Završićemo sa listom tipova antena i njihove usmerenosti.Ovo će vam dati ideju o tome koja je usmjerenost uobičajena.
Tip antene Tipična usmjerenost Tipična usmjerenost [decibel] (dB)
Kratka dipolna antena 1,5 1,76
Polutalasna dipolna antena 1,64 2,15
Patch (mikrotrakasta antena) 3.2-6.3 5-8
Rožna antena 10-100 10-20
Tanjur antena 10-10.000 10-40
Kao što gornji podaci pokazuju, usmjerenost antene uvelike varira.Stoga je važno razumjeti usmjerenost pri odabiru najbolje antene za vašu specifičnu primjenu.Ako trebate slati ili primati energiju iz više pravaca u jednom smjeru, trebali biste dizajnirati antenu niske usmjerenosti.Primjeri aplikacija za antene niske usmjerenosti uključuju auto radio, mobilne telefone i kompjuterski bežični pristup internetu.Suprotno tome, ako radite daljinsko otkrivanje ili ciljani prijenos snage, tada će vam biti potrebna visoko usmjerena antena.Visoko usmjerene antene će maksimizirati prijenos snage iz željenog smjera i smanjiti signale iz neželjenih pravaca.
Pretpostavimo da želimo antenu niske usmjerenosti.Kako da ovo uradimo?
Opšte pravilo teorije antena je da vam je potrebna električki mala antena da biste proizveli nisku usmjerenost.Odnosno, ako koristite antenu ukupne veličine od 0,25 - 0,5 talasne dužine, tada ćete minimizirati usmerenost.Polutalasne dipol antene ili polutalasne slot antene obično imaju manje od 3 dB usmjerenosti.Ovo je najniži smjer koji možete postići u praksi.
Konačno, ne možemo napraviti antene manje od četvrtine talasne dužine bez smanjenja efikasnosti antene i propusnog opsega antene.Efikasnost antene i propusni opseg antene biće razmatrani u narednim poglavljima.
Za antenu visoke usmjerenosti trebat će nam antene mnogih veličina talasnih dužina.Kao što su satelitske antene i rog antene imaju visoku usmjerenost.To je dijelom zato što su dugi na mnogo talasnih dužina.
žašto je to?Konačno, razlog ima veze sa svojstvima Fourierove transformacije.Kada uzmete Fourierovu transformaciju kratkog impulsa, dobijate širok spektar.Ova analogija nije prisutna u određivanju dijagrama zračenja antene.Shema zračenja se može zamisliti kao Fourierova transformacija distribucije struje ili napona duž antene.Stoga, male antene imaju širok dijagram zračenja (i nisku usmjerenost).Antene sa velikom ujednačenom distribucijom napona ili struje. Vrlo usmjereni uzorci (i visoke usmjerenosti).
E-mail:info@rf-miso.com
Telefon:0086-028-82695327
Web stranica: www.rf-miso.com
Vrijeme objave: Nov-07-2023
