Virziens ir antenas pamatparametrs. Tas ir virziena antenas starojuma diagrammas mērs. Antenai, kas vienmērīgi izstaro visos virzienos, virziens būs vienāds ar 1. (Tas ir līdzvērtīgs nullei decibeliem -0 dB).
Sfērisko koordinātu funkciju var uzrakstīt kā normalizētu starojuma modeli:
[1. vienādojums]
Normalizētam starojuma modelim ir tāda pati forma kā sākotnējam starojuma modelim. Normalizētais starojuma modelis tiek samazināts par lielumu tā, lai starojuma modeļa maksimālā vērtība būtu vienāda ar 1. (Lielākā ir "F" vienādojuma [1] vērtība). Matemātiski virziena ("D" tipa) formula ir šāda:
Tas var šķist sarežģīts virziena vienādojums. Tomēr molekulu starojuma modeļiem ir vislielākā vērtība. Saucējs apzīmē vidējo jaudu, kas izstarota visos virzienos. Tad vienādojums ir maksimālās izstarotās jaudas mērs, dalīts ar vidējo vērtību. Tas dod antenas virzību.
Virziena paradigma
Kā piemēru apsveriet nākamos divus vienādojumus divu antenu starojuma modelim.
Antena 1
Antena 2
Šie starojuma raksti ir attēloti 1. attēlā. Lūdzu, ņemiet vērā, ka starojuma režīms ir atkarīgs tikai no polārā leņķa teta(θ). Starojuma raksts nav atkarīgs no azimuta. (Azimutālais starojuma raksts paliek nemainīgs). Pirmās antenas starojuma raksts ir mazāk virzīts nekā otrās antenas starojuma raksts. Tāpēc mēs sagaidām, ka pirmās antenas virziens būs zemāks.
1. attēls. Antenas starojuma diagramma. Vai tai ir augsta virzība?
Izmantojot formulu [1], mēs varam aprēķināt, ka antenai ir augstāka virzība. Lai pārbaudītu savu izpratni, padomājiet par 1. attēlu un to, kas ir virzība. Pēc tam nosakiet, kurai antenai ir augstāka virzība, neizmantojot nekādus matemātiskus aprēķinus.
Virziena aprēķinu rezultātiem izmantojiet formulu [1]:
Virziena antenas 1 aprēķins, 1,273 (1,05 dB).
Virziena antenas 2 aprēķins, 2,707 (4,32 dB).
Paaugstināta virzība nozīmē fokusētāku jeb virziena antenu. Tas nozīmē, ka divu uztveršanas antenu virziena jauda ir 2,707 reizes lielāka nekā tās maksimuma jauda nekā visvirzienu antenai. 1. antena iegūs 1,273 reizes lielāku jaudu nekā visvirzienu antena. Visvirzienu antenas tiek izmantotas kā vispārējs atskaites punkts, pat ja nav izotropisku antenu.
Mobilo tālruņu antenām jābūt ar zemu virzības koeficientu, jo signāli var nākt no jebkura virziena. Turpretī satelītantenām ir augsta virzības koeficients. Satelītantena uztver signālus no fiksēta virziena. Piemēram, ja iegādājaties satelīttelevīzijas antenu, uzņēmums jums pateiks, kur to pavērst, un antena uztvers vēlamo signālu.
Noslēgumā mēs uzskaitīsim antenu veidus un to virzību. Tas sniegs jums priekšstatu par to, kāda virzība ir izplatītākā.
Antenas tips Tipiskā virzība Tipiskā virzība [decibeli] (dB)
Īsa dipola antena 1,5 1,76
Pusviļņu dipola antena 1,64 2,15
Plāksteris (mikrostripas antena) 3,2–6,3 5–8
Signāltaures antena 10-100 10-20
Šķīvja antena 10–10 000 10–40
Kā redzams iepriekš minētajos datos, antenas virziens ievērojami atšķiras. Tāpēc, izvēloties labāko antenu konkrētajam pielietojumam, ir svarīgi saprast virzienu. Ja jums ir jānosūta vai jāsaņem enerģija no vairākiem virzieniem vienā virzienā, tad jums jāprojektē antena ar zemu virzienu. Zema virziena antenu pielietojumu piemēri ir automašīnu radioaparāti, mobilie tālruņi un datoru bezvadu piekļuve internetam. Savukārt, ja veicat tālizpēti vai mērķtiecīgu jaudas pārnesi, būs nepieciešama antena ar augstu virzienu. Antenas ar augstu virzienu maksimāli palielinās jaudas pārnesi no vēlamā virziena un samazinās signālus no nevēlamiem virzieniem.
Pieņemsim, ka mums ir nepieciešama antena ar zemu virzības koeficientu. Kā mēs to varam izdarīt?
Antenu teorijas vispārējais noteikums ir tāds, ka, lai radītu zemu virzību, ir nepieciešama elektriski maza antena. Tas ir, ja izmantojat antenu ar kopējo izmēru 0,25–0,5 viļņu garumi, tad virzība tiks samazināta līdz minimumam. Pusviļņu dipola antenām vai pusviļņu garuma spraugas antenām parasti ir mazāk nekā 3 dB virzība. Šī ir zemākā virzība, ko var iegūt praksē.
Galu galā mēs nevaram izgatavot antenas, kas ir mazākas par ceturtdaļu viļņa garuma, nesamazinot antenas efektivitāti un antenas joslas platumu. Antenas efektivitāte un antenas joslas platums tiks apspriesti turpmākajās nodaļās.
Antenai ar augstu virzību būs nepieciešamas antenas ar dažādiem viļņu garumiem. Piemēram, satelītantenām un ruporantenām ir augsta virzība. Tas daļēji ir tāpēc, ka tām ir daudz viļņu garumu.
Kāpēc tā? Galu galā iemesls ir saistīts ar Furjē transformācijas īpašībām. Aprēķinot īsa impulsa Furjē transformāciju, iegūst plašu spektru. Šī analoģija nav atrodama, nosakot antenas starojuma modeli. Starojuma modeli var uzskatīt par strāvas vai sprieguma sadalījuma Furjē transformāciju gar antenu. Tāpēc mazām antenām ir plaši starojuma modeļi (un zema virzība). Antenas ar lielu vienmērīgu sprieguma vai strāvas sadalījumu Ļoti virzības modeļi (un augsta virzība).
E-mail:info@rf-miso.com
Tālrunis: 0086-028-82695327
Tīmekļa vietne: www.rf-miso.com
Publicēšanas laiks: 2023. gada 7. novembris
