Kigezo muhimu kinachohesabu nguvu ya kupokea ya antena nieneo lenye ufanisiauaperture yenye ufanisi.Chukulia kuwa wimbi la ndege lililo na mgawanyiko sawa na antena ya kupokea limetokea kwenye antena.Fikiria zaidi kwamba wimbi linasafiri kuelekea antena katika mwelekeo wa antena ya mionzi ya juu (mwelekeo ambao nguvu nyingi zingepokelewa).
Kishaaperture yenye ufanisiparameta inaelezea ni nguvu ngapi inachukuliwa kutoka kwa wimbi fulani la ndege.Hebupkuwa msongamano wa nguvu wa wimbi la ndege (katika W/m^2).KamaP_tinawakilisha nguvu (katika Watts) kwenye vituo vya antena vinavyopatikana kwa kipokezi cha antena, kisha:
Kwa hivyo, eneo linalofaa linawakilisha tu ni kiasi gani cha nguvu kinachukuliwa kutoka kwa wimbi la ndege na kutolewa na antena.Sababu za eneo hili katika hasara ya asili ya antenna (hasara za ohmic, hasara za dielectric, nk).
Uhusiano wa jumla wa upenyezaji mzuri wa antena kulingana na faida ya kilele cha antena (G) ya antena yoyote hutolewa na:
Kipenyo kinachofaa au eneo linalofaa linaweza kupimwa kwenye antena halisi kwa kulinganisha na antena inayojulikana yenye tundu fulani la kufaa, au kwa kukokotoa kwa kutumia faida iliyopimwa na mlingano ulio hapo juu.
Aperture yenye ufanisi itakuwa dhana muhimu kwa kuhesabu nguvu zilizopokelewa kutoka kwa wimbi la ndege.Ili kuona hili likiendelea, nenda kwenye sehemu inayofuata ya fomula ya upitishaji ya Friis.
Mlinganyo wa Usambazaji wa Friis
Katika ukurasa huu, tunatanguliza mojawapo ya milinganyo ya kimsingi katika nadharia ya antena, theFriis Transmission Equation.Mlinganyo wa Usambazaji wa Friis hutumika kukokotoa nishati iliyopokelewa kutoka kwa antena moja (pamoja na faidaG1), inapopitishwa kutoka kwa antena nyingine (pamoja na faidaG2), kutengwa na umbaliR, na kufanya kazi mara kwa marafau lambda ya urefu wa mawimbi.Ukurasa huu unafaa kusoma mara kadhaa na unapaswa kueleweka kikamilifu.
Utoaji wa Mfumo wa Usambazaji wa Friis
Ili kuanza kupata Equation ya Friis, fikiria antena mbili kwenye nafasi ya bure (hakuna vizuizi karibu) zikitenganishwa na umbali.R:
Chukulia kuwa (()Wati za jumla ya nishati huwasilishwa kwa antena ya kusambaza.Kwa sasa, chukulia kwamba antena ya kupitisha ni ya pande zote, haina hasara, na kwamba antena ya kupokea iko kwenye uwanja wa mbali wa antena ya kusambaza.Kisha wiani wa nguvup(katika Watts kwa kila mita ya mraba) ya tukio la wimbi la ndege kwenye antena ya kupokea kwa umbaliRkutoka kwa antenna ya kupitisha hutolewa na:
Kielelezo 1. Kusambaza (Tx) na Kupokea (Rx) Antena zilizotenganishwa naR.
Ikiwa antena ya kupitisha ina faida ya antena katika mwelekeo wa antena ya kupokea iliyotolewa na ( ） , basi mlingano wa msongamano wa nguvu hapo juu unakuwa:
Sababu za muda wa faida katika mwelekeo na hasara za antenna halisi.Chukulia sasa kwamba antena ya kupokea ina kipenyo kizuri kilichotolewa na().Kisha nguvu iliyopokelewa na antenna hii ( ) inatolewa na:
Kwa kuwa tundu linalofaa la antena yoyote linaweza pia kuonyeshwa kama:
Nguvu iliyopokelewa inaweza kuandikwa kama ifuatavyo:
Equation1
Hii inajulikana kama Mfumo wa Usambazaji wa Friis.Inahusisha upotevu wa njia ya nafasi ya bure, faida za antena na urefu wa wimbi kwa nguvu zinazopokelewa na kusambaza.Hii ni mojawapo ya milinganyo ya kimsingi katika nadharia ya antena, na inapaswa kukumbukwa (pamoja na utokezi hapo juu).
Aina nyingine muhimu ya Mlingano wa Usambazaji wa Friis imetolewa katika Mlingano [2].Kwa kuwa urefu wa mawimbi na marudio f huhusiana na kasi ya mwanga c (tazama utangulizi hadi ukurasa wa masafa), tunayo Mfumo wa Usambazaji wa Friis kulingana na marudio:
Equation2
Equation [2] inaonyesha kuwa nguvu zaidi hupotea kwa masafa ya juu.Haya ni matokeo ya kimsingi ya Mlinganyo wa Usambazaji wa Friis.Hii inamaanisha kuwa kwa antena zilizo na faida maalum, uhamishaji wa nishati utakuwa wa juu zaidi kwa masafa ya chini.Tofauti kati ya nishati iliyopokelewa na nishati inayotumwa inajulikana kama upotezaji wa njia.Ilisema kwa njia tofauti, Friis Transmission Equation inasema kwamba upotezaji wa njia ni wa juu kwa masafa ya juu.Umuhimu wa matokeo haya kutoka kwa Mfumo wa Usambazaji wa Friis hauwezi kupitiwa.Hii ndiyo sababu simu za rununu kwa ujumla zinafanya kazi kwa chini ya 2 GHz.Kunaweza kuwa na wigo zaidi wa masafa unaopatikana katika masafa ya juu, lakini upotevu wa njia unaohusishwa hautawezesha upokeaji wa ubora.Kama matokeo zaidi ya Friss Transmission Equation, tuseme utaulizwa kuhusu antena 60 GHz.Kwa kuzingatia kwamba mzunguko huu ni wa juu sana, unaweza kusema kuwa upotezaji wa njia utakuwa 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 (millimeter wave), upotezaji wa njia ni wa juu sana, kwa hivyo mawasiliano ya moja kwa moja tu yanawezekana.Hii hutokea wakati mpokeaji na mtoaji wako kwenye chumba kimoja, na wanakabiliana.Kama nyongeza zaidi ya Mfumo wa Usambazaji wa Friis, unafikiri waendeshaji wa simu za mkononi wanafurahia bendi mpya ya LTE (4G), inayofanya kazi kwa 700MHz?Jibu ni ndiyo: huu ni masafa ya chini kuliko antena kawaida hufanya kazi, lakini kutoka kwa Equation [2], tunaona kuwa upotezaji wa njia kwa hivyo utakuwa chini pia.Kwa hivyo, wanaweza "kufunika ardhi zaidi" na wigo huu wa masafa, na mtendaji wa Verizon Wireless hivi karibuni aliita hii "wigo wa hali ya juu", haswa kwa sababu hii.Dokezo la Kando: Kwa upande mwingine, watengenezaji wa simu za rununu watalazimika kutoshea antena yenye urefu mkubwa wa mawimbi kwenye kifaa cha kompakt (masafa ya chini = urefu wa wimbi kubwa), hivyo kazi ya mbuni wa antena ikawa ngumu zaidi!
Hatimaye, ikiwa antena hazilinganishwi na mgawanyiko, nguvu zilizopokewa hapo juu zinaweza kuzidishwa na Kipengele cha Kupoteza Uchanganuzi (PLF) ili kuwajibika ipasavyo kwa kutolingana huku.Mlinganyo [2] hapo juu unaweza kubadilishwa ili kutoa Mfumo wa Usambazaji wa Friis wa jumla, unaojumuisha kutolingana kwa ubaguzi:
Equation3
Muda wa kutuma: Jan-08-2024
