Mwelekeo ni kigezo cha msingi cha antena. Hii ni kipimo cha jinsi muundo wa mionzi ya antena ya mwelekeo ulivyo. Antena inayotoa mwanga sawa katika pande zote itakuwa na mwelekeo sawa na 1. (Hii ni sawa na desibeli sifuri -0 dB).
Kazi ya kuratibu za duara inaweza kuandikwa kama muundo wa mionzi ya kawaida:
[Mlinganyo 1]
Muundo wa mionzi uliorekebishwa una umbo sawa na muundo wa awali wa mionzi. Muundo wa mionzi uliorekebishwa hupunguzwa kwa ukubwa kiasi kwamba thamani ya juu ya muundo wa mionzi ni sawa na 1. (Mkubwa zaidi ni mlinganyo [1] wa "F"). Kihisabati, fomula ya mwelekeo (aina "D") imeandikwa kama:
Hii inaweza kuonekana kama mlinganyo tata wa mwelekeo. Hata hivyo, mifumo ya mionzi ya molekuli ina thamani kubwa zaidi. Kipimo kinawakilisha wastani wa nguvu inayotolewa katika pande zote. Mlinganyo huo basi ni kipimo cha kilele cha nguvu inayotolewa iliyogawanywa na wastani. Hii inatoa mwelekeo wa antena.
Dhana ya mwelekeo
Kwa mfano, fikiria milinganyo miwili ifuatayo ya muundo wa mionzi ya antena mbili.
Antena 1
Antena 2
Mifumo hii ya mionzi imechorwa katika Mchoro 1. Tafadhali kumbuka kuwa hali ya mionzi ni kazi tu ya pembe ya polar theta(θ)Mfumo wa mionzi si kazi ya azimuth. (Mfumo wa mionzi ya azimuth bado haujabadilika). Muundo wa mionzi wa antena ya kwanza hauna mwelekeo mwingi, kuliko muundo wa mionzi wa antena ya pili. Kwa hivyo, tunatarajia mwelekeo kuwa wa chini kwa antena ya kwanza.
Mchoro 1. Mchoro wa muundo wa mionzi wa antena. Je, ina mwelekeo wa juu?
Kwa kutumia fomula [1], tunaweza kukokotoa kwamba antena ina mwelekeo wa juu zaidi. Ili kuangalia uelewa wako, fikiria Mchoro 1 na mwelekeo ni upi. Kisha amua ni antena gani ina mwelekeo wa juu zaidi bila kutumia hesabu yoyote.
Matokeo ya hesabu ya mwelekeo, tumia fomula [1]:
Hesabu ya antena ya mwelekeo 1, 1.273 (1.05 dB).
Hesabu ya antena ya mwelekeo 2, 2.707 (4.32 dB).
Kuongezeka kwa mwelekeo kunamaanisha antena iliyolenga zaidi au yenye mwelekeo. Hii ina maana kwamba antena inayopokea mara 2 ina nguvu ya mwelekeo mara 2.707 ya kilele chake kuliko antena ya mwelekeo wote. Antena 1 itapata nguvu mara 1.273 ya antena ya mwelekeo wote. Antena za mwelekeo wote hutumika kama marejeleo ya kawaida ingawa hakuna antena za isotropiki zilizopo.
Antena za simu za mkononi zinapaswa kuwa na mwelekeo mdogo kwa sababu mawimbi yanaweza kutoka upande wowote. Kwa upande mwingine, vyombo vya setilaiti vina mwelekeo mkubwa. Dishi la setilaiti hupokea mawimbi kutoka upande uliowekwa. Kwa mfano, ukipata dishi la TV ya setilaiti, kampuni itakuambia wapi pa kuielekeza na dishi litapokea mawimbi unayotaka.
Tutaishia na orodha ya aina za antena na mwelekeo wake. Hii itakupa wazo la mwelekeo gani ni wa kawaida.
Aina ya antena Uelekeo wa kawaida Uelekeo wa kawaida [desibeli] (dB)
Antena fupi ya dipole 1.5 1.76
Antena ya dipoli ya nusu-wimbi 1.64 2.15
Kiraka (antena ya ukanda mdogo) 3.2-6.3 5-8
Antena ya pembe 10-100 10-20
Antena ya sahani 10-10,000 10-40
Kama data hapo juu inavyoonyesha mwelekeo wa antena hutofautiana sana. Kwa hivyo, ni muhimu kuelewa mwelekeo wakati wa kuchagua antena bora kwa programu yako maalum. Ikiwa unahitaji kutuma au kupokea nishati kutoka pande nyingi katika mwelekeo mmoja basi unapaswa kubuni antena yenye mwelekeo mdogo. Mifano ya matumizi ya antena zenye mwelekeo mdogo ni pamoja na redio za gari, simu za mkononi, na ufikiaji wa intaneti isiyotumia waya wa kompyuta. Kinyume chake, ikiwa unafanya utambuzi wa mbali au uhamishaji wa nguvu unaolengwa, basi antena yenye mwelekeo mkubwa itahitajika. Antena zenye mwelekeo mkubwa zitaongeza uhamishaji wa nguvu kutoka mwelekeo unaohitajika na kupunguza mawimbi kutoka kwa mwelekeo usiohitajika.
Tuseme tunataka antena yenye mwelekeo mdogo. Tunafanyaje hivi?
Kanuni ya jumla ya nadharia ya antena ni kwamba unahitaji antena ndogo ya kielektroniki ili kutoa mwelekeo mdogo. Hiyo ni, ukitumia antena yenye ukubwa wa jumla wa urefu wa wimbi 0.25 - 0.5, basi utapunguza mwelekeo. Antena za dipole za nusu-wimbi au antena za nafasi ya urefu wa nusu-wimbi kwa kawaida huwa na mwelekeo chini ya 3 dB. Hii ni ya chini kama mwelekeo ambao unaweza kupata katika mazoezi.
Hatimaye, hatuwezi kufanya antena kuwa ndogo kuliko robo urefu wa wimbi bila kupunguza ufanisi wa antena na kipimo data cha antena. Ufanisi wa antena na kipimo data cha antena vitajadiliwa katika sura zijazo.
Kwa antena yenye mwelekeo wa juu, tutahitaji antena za ukubwa mbalimbali wa mawimbi. Kama vile antena za sahani za setilaiti na antena za pembe zina mwelekeo wa juu. Hii ni kwa sababu zina urefu wa mawimbi mengi.
Kwa nini ni hivyo? Hatimaye, sababu inahusiana na sifa za mabadiliko ya Fourier. Unapochukua mabadiliko ya Fourier ya mpigo mfupi, unapata wigo mpana. Mfano huu haupo katika kubaini muundo wa mionzi ya antena. Mfano wa mionzi unaweza kuzingatiwa kama mabadiliko ya Fourier ya usambazaji wa mkondo au volteji kando ya antena. Kwa hivyo, antena ndogo zina mifumo mipana ya mionzi (na mwelekeo mdogo). Antena zenye volteji kubwa au usambazaji wa mkondo sare Mifumo ya mwelekeo sana (na mwelekeo wa juu).
E-mail:info@rf-miso.com
Simu: 0086-028-82695327
Tovuti: www.rf-miso.com
Muda wa chapisho: Novemba-07-2023
