Kigezo muhimu kinachohesabu nguvu ya kupokea ya antena nieneo lenye ufanisiauuwazi wenye ufanisi. Tuseme kwamba wimbi la ndege lenye upolarishaji sawa na antena inayopokea ni tukio kwenye antena. Zaidi ya hayo, tuseme kwamba wimbi linasafiri kuelekea antena katika mwelekeo wa antena wa mionzi ya juu zaidi (upande ambao nguvu nyingi ingepokelewa).

Kishauwazi wenye ufanisiKigezo kinaelezea ni kiasi gani cha nguvu kinachokamatwa kutoka kwa wimbi fulani la ndege.pkuwa msongamano wa nguvu wa wimbi la ndege (katika W/m^2). IkiwaP_tinawakilisha nguvu (katika Wati) kwenye vituo vya antena vinavyopatikana kwa kipokezi cha antena, kisha:

Kwa hivyo, eneo linalofaa linawakilisha tu kiasi cha nguvu kinachokamatwa kutoka kwa wimbi la ndege na kutolewa na antena. Eneo hili huzingatia hasara za ndani za antena (hasara za ohmic, hasara za dielectric, n.k.).

Uhusiano wa jumla wa uwazi unaofaa kulingana na ongezeko la kilele cha antena (G) ya antena yoyote hutolewa na:

Aperture yenye ufanisi au eneo lenye ufanisi linaweza kupimwa kwenye antena halisi kwa kulinganisha na antena inayojulikana yenye aperture yenye ufanisi, au kwa hesabu kwa kutumia faida iliyopimwa na mlinganyo ulio hapo juu.

Ufunguzi mzuri utakuwa dhana muhimu kwa ajili ya kuhesabu nguvu inayopokelewa kutoka kwa wimbi la ndege. Ili kuona hili likitendeka, nenda kwenye sehemu inayofuata kuhusu fomula ya upitishaji ya Friis.

Mlinganyo wa Usambazaji wa Friis

Katika ukurasa huu, tunaanzisha mojawapo ya milinganyo ya msingi zaidi katika nadharia ya antena,Mlinganyo wa Uhamisho wa FriisMlinganyo wa Uhamisho wa Friis hutumika kuhesabu nguvu inayopokelewa kutoka kwa antena moja (kwa faidaG1), inapopitishwa kutoka kwa antena nyingine (kwa faidaG2), ikitenganishwa na umbaliR, na kufanya kazi kwa masafafau urefu wa wimbi la lambda. Ukurasa huu unafaa kusomwa mara kadhaa na unapaswa kueleweka kikamilifu.

Utoaji wa Mfumo wa Usambazaji wa Friis

Ili kuanza kupata Mlinganyo wa Friis, fikiria antena mbili katika nafasi huru (hakuna vizuizi vilivyo karibu) zilizotenganishwa na umbaliR:

Tuseme kwamba （）Wati za nguvu zote hupelekwa kwenye antena ya kupitisha. Kwa sasa, tuseme kwamba antena ya kupitisha ni ya pande zote, haina hasara, na kwamba antena ya kupokea iko katika uwanja wa mbali wa antena ya kupitisha. Kisha msongamano wa nguvup(katika Wati kwa kila mita ya mraba) ya tukio la wimbi la ndege kwenye antena ya kupokea umbaliRkutoka kwa antena ya kusambaza hutolewa na:

Mchoro 1. Antena za Kusambaza (Tx) na Kupokea (Rx) zilizotenganishwa naR.

Ikiwa antena ya kupitisha ina ongezeko la antena kuelekea antena inayopokea iliyotolewa na (） ), basi mlinganyo wa msongamano wa nguvu hapo juu unakuwa:

Kipindi cha faida huamua mwelekeo na hasara za antena halisi. Tuseme sasa kwamba antena ya kupokea ina uwazi mzuri unaotolewa na()Kisha nguvu inayopokelewa na antena hii ( ) hutolewa na:

Kwa kuwa uwazi unaofaa kwa antena yoyote unaweza pia kuonyeshwa kama:

Nguvu inayopokelewa inayotokana inaweza kuandikwa kama:

Mlinganyo 1

Hii inajulikana kama Fomula ya Uhamisho wa Friis. Inahusisha upotevu wa njia ya nafasi huru, faida za antena na urefu wa wimbi na nguvu zilizopokelewa na zinazopitisha. Hii ni mojawapo ya milinganyo ya msingi katika nadharia ya antena, na inapaswa kukumbukwa (pamoja na chanzo kilicho hapo juu).

Aina nyingine muhimu ya Mlinganyo wa Uhamisho wa Friis imetolewa katika Mlinganyo [2]. Kwa kuwa urefu wa wimbi na masafa f yanahusiana na kasi ya mwanga c (tazama utangulizi wa ukurasa wa masafa), tuna Fomula ya Uhamisho wa Friis kwa upande wa masafa:

Mlinganyo 2

Mlinganyo [2] unaonyesha kuwa nguvu zaidi hupotea katika masafa ya juu. Hii ni matokeo ya msingi ya Mlinganyo wa Uhamisho wa Friis. Hii ina maana kwamba kwa antena zenye faida maalum, uhamishaji wa nishati utakuwa wa juu zaidi katika masafa ya chini. Tofauti kati ya nguvu inayopokelewa na nguvu inayopitishwa inajulikana kama upotevu wa njia. Ikisemwa kwa njia tofauti, Mlinganyo wa Uhamisho wa Friis unasema kwamba upotevu wa njia ni wa juu zaidi kwa masafa ya juu. Umuhimu wa matokeo haya kutoka kwa Fomula ya Uhamisho wa Friis hauwezi kuzidishwa. Hii ndiyo sababu simu za mkononi kwa ujumla hufanya kazi chini ya 2 GHz. Kunaweza kuwa na wigo zaidi wa masafa unaopatikana katika masafa ya juu, lakini upotevu wa njia unaohusiana hautawezesha upokeaji wa ubora. Kama matokeo zaidi ya Mlinganyo wa Uhamisho wa Friss, tuseme unaulizwa kuhusu antena za 60 GHz. Ukigundua kuwa masafa haya ni ya juu sana, unaweza kusema kwamba upotevu wa njia utakuwa wa juu sana kwa mawasiliano ya masafa marefu - na uko sahihi kabisa. Katika masafa ya juu sana (60 GHz wakati mwingine hujulikana kama eneo la mm (milimita wimbi)), upotevu wa njia ni wa juu sana, kwa hivyo mawasiliano ya nukta hadi nukta pekee ndiyo yanayowezekana. Hii hutokea wakati kipokezi na kisambaza sauti wako katika chumba kimoja, na wanakabiliana. Kama mwendelezo zaidi wa Fomula ya Uhamisho ya Friis, unafikiri waendeshaji wa simu za mkononi wanafurahi kuhusu bendi mpya ya LTE (4G), ambayo inafanya kazi kwa masafa ya 700MHz? Jibu ni ndiyo: hii ni masafa ya chini kuliko antena ambazo kwa kawaida hufanya kazi, lakini kutoka kwa Mlinganyo [2], tunaona kwamba upotevu wa njia pia utakuwa chini. Kwa hivyo, wanaweza "kufunika ardhi zaidi" na wigo huu wa masafa, na mtendaji wa Verizon Wireless hivi karibuni aliita hii "wigo wa ubora wa juu", haswa kwa sababu hii. Dokezo la Upande: Kwa upande mwingine, watengenezaji wa simu za mkononi watalazimika kuweka antena yenye masafa ya juu zaidi katika kifaa kidogo (masafa ya chini = masafa ya juu zaidi), kwa hivyo kazi ya mbuni wa antena ikawa ngumu zaidi!

Hatimaye, ikiwa antena hazilinganishwi na upolarishaji, nguvu iliyopokelewa hapo juu inaweza kuzidishwa na Kipengele cha Kupoteza Upolarishaji (PLF) ili kuhesabu ipasavyo kutolingana huku. Mlinganyo [2] hapo juu unaweza kubadilishwa ili kutoa Fomula ya Uhamisho wa Friis ya jumla, ambayo inajumuisha kutolingana kwa upolarishaji: