Корисен параметар кој ја пресметува приемната моќност на антената еефективна областилиефективна решетка.Да претпоставиме дека авионски бран со иста поларизација како и приемната антена се спушта на антената.Понатаму да претпоставиме дека бранот патува кон антената во насока на максималното зрачење на антената (насока од која би се примила најголема моќност).
Потоа наефективна решеткапараметарот опишува колкава моќ е зафатена од даден рамнински бран.Некаpда биде густината на моќноста на рамниот бран (во W/m^2).АкоP_tја претставува моќноста (во вати) на терминалите на антената достапни за приемникот на антената, тогаш:
Оттука, ефективната област едноставно претставува колку моќ е заробена од рамниот бран и испорачана од антената.Оваа област влијае на загубите кои се внатрешни на антената (омиски загуби, загуби на диелектрик, итн.).
Општа врска за ефективната бленда во однос на максималното засилување на антената (G) на која било антена е дадена со:
Ефективната бленда или ефективната површина може да се измери на вистинските антени со споредба со позната антена со дадена ефективна бленда или со пресметка користејќи го измереното засилување и горната равенка.
Ефективната бленда ќе биде корисен концепт за пресметување на добиената моќност од рамниот бран.За да го видите ова во акција, одете на следниот дел за формулата за пренос на Friis.
Равенката за пренос на Фрис
На оваа страница, воведуваме една од најфундаменталните равенки во теоријата на антената, наРавенка за пренос на Фрис.Равенката за пренос на Friis се користи за пресметување на моќноста добиена од една антена (со засилувањеG1), кога се пренесува од друга антена (со засилувањеG2), одделени со растојаниеRи работи со фреквенцијаfили ламбда со бранова должина.Оваа страница вреди да се прочита неколку пати и треба целосно да се разбере.
Изведување на формулата за пренос на Friis
За да започнете со изведување на равенката Фрис, разгледајте две антени во слободен простор (без пречки во близина) разделени со растојаниеR:
Да претпоставиме дека () вати од вкупната моќност се испорачуваат на антената за предавање.Засега, претпоставете дека антената за предавање е сенасочна, без загуби и дека антената за примање е во далечното поле на антената за предавање.Потоа густината на моќностаp(во вати по квадратен метар) на рамниот бран што се слетува на антената за прием на растојаниеRод преносната антена се дава со:
Слика 1. Антени за пренос (Tx) и примање (Rx) одделени соR.
Ако предавателната антена има засилување на антената во насока на приемната антена дадена од ( ) , тогаш равенката за густина на моќноста погоре станува:
Терминот за засилување влијае на насочноста и загубите на вистинската антена.Претпоставете сега дека приемната антена има ефективна решетка дадена од().Тогаш моќта што ја прима оваа антена ( ) е дадена со:
Бидејќи ефективната бленда за која било антена може да се изрази и како:
Добиената примена моќност може да се напише како:
Равенка 1
Ова е познато како Формула за пренос на Фрис.Ги поврзува губењето на патеката на слободен простор, добивките на антената и брановата должина со примените и преносните моќи.Ова е една од основните равенки во теоријата на антената и треба да се запомни (како и изведбата погоре).
Друга корисна форма на равенката за пренос на Фрис е дадена во равенката [2].Бидејќи брановата должина и фреквенцијата f се поврзани со брзината на светлината c (види вовед во страницата за фреквенција), ја имаме Формулата за пренос на Friis во однос на фреквенцијата:
Равенка2
Равенката [2] покажува дека повеќе моќ се губи на повисоки фреквенции.Ова е основен резултат на равенката за пренос на Фрис.Ова значи дека за антени со одредени засилувања, преносот на енергија ќе биде највисок на пониски фреквенции.Разликата помеѓу добиената и пренесената моќност е позната како губење на патеката.Кажано на поинаков начин, Равенката за пренос Фрис вели дека загубата на патеката е поголема за повисоки фреквенции.Важноста на овој резултат од Формулата за пренос на Фрис не може да се прецени.Ова е причината зошто мобилните телефони обично работат на помалку од 2 GHz.Може да има повеќе фреквенциски спектар достапен на повисоки фреквенции, но поврзаната загуба на патеката нема да овозможи квалитетен прием.Како дополнителна последица на равенката за пренос на Фрис, да претпоставиме дека ве прашале за антени од 60 GHz.Имајќи предвид дека оваа фреквенција е многу висока, може да наведете дека загубата на патеката ќе биде превисока за комуникација со долг дострел - и вие сте апсолутно во право.На многу високи фреквенции (60 GHz понекогаш се нарекува регион mm (милиметарски бран), загубата на патеката е многу висока, така што е можна само комуникација од точка до точка.Ова се случува кога приемникот и предавателот се во иста просторија, и еден свртен кон друг.Како дополнителна последица на Формулата за пренос на Friis, дали мислите дека мобилните телефонски оператори се среќни поради новиот опсег LTE (4G), кој работи на 700 MHz?Одговорот е да: ова е пониска фреквенција отколку што традиционално работат антените, но од равенката [2], забележуваме дека загубата на патеката ќе биде исто така помала.Оттука, тие можат да „покријат повеќе земја“ со овој фреквентен спектар, а извршниот директор на Verizon Wireless неодамна го нарече овој „спектар со висок квалитет“, токму поради оваа причина.Страна забелешка: Од друга страна, производителите на мобилни телефони ќе мора да вградат антена со поголема бранова должина во компактен уред (пониска фреквенција = поголема бранова должина), така што работата на дизајнерот на антената стана малку покомплицирана!
Конечно, ако антените не се совпаѓаат со поларизацијата, горенаведената добиена моќност може да се помножи со Факторот на загуба на поларизација (PLF) за правилно да се пресмета оваа несовпаѓање.Равенката [2] погоре може да се промени за да се добие генерализирана формула за пренос на Friis, која вклучува неусогласеност на поларизација:
Равенка3
Време на објавување: јануари-08-2024 година
