Насоченоста е фундаментален параметар на антената. Ова е мерка за тоа каков е шемата на зрачење на насочна антена. Антена што зрачи подеднакво во сите насоки ќе има насоченост еднаква на 1. (Ова е еквивалентно на нула децибели -0 dB).
Функцијата на сферните координати може да се запише како нормализиран образец на зрачење:
[Равенка 1]
Нормализираниот модел на зрачење има ист облик како и оригиналниот модел на зрачење. Нормализираниот модел на зрачење е намален за магнитуда така што максималната вредност на моделот на зрачење е еднаква на 1. (Најголемата е равенката [1] на „F“). Математички, формулата за насоченост (тип „D“) е напишана како:
Ова може да изгледа како комплицирана равенка за насочување. Сепак, моделите на зрачење на молекулите се од најголема вредност. Именителот ја претставува просечната моќност зрачена во сите насоки. Равенката потоа е мерка за врвната зрачена моќност поделена со просечната. Ова ја дава насоченоста на антената.
Насочна парадигма
Како пример, разгледајте ги следните две равенки за шемата на зрачење на две антени.
Антена 1
Антена 2
Овие шеми на зрачење се прикажани на Слика 1. Ве молиме имајте предвид дека режимот на зрачење е само функција од поларниот агол тета(θ). Шемата на зрачење не е функција од азимутот. (Азимуталната шема на зрачење останува непроменета). Шемата на зрачење на првата антена е помалку насочена, од шемата на зрачење на втората антена. Затоа, очекуваме насоченоста да биде помала за првата антена.
слика 1. Дијаграм на шемата на зрачење на антена. Има висока насоченост?
Користејќи ја формулата [1], можеме да пресметаме дека антената има поголема насоченост. За да го проверите вашето разбирање, размислете за Слика 1 и што е насоченост. Потоа одредете која антена има поголема насоченост без да користите математика.
Резултати од пресметката на насоката, користете ја формулата [1]:
Пресметка на насочена антена 1, 1,273 (1,05 dB).
Пресметка на насочена антена 2, 2,707 (4,32 dB).
Зголемената насоченост значи пофокусирана или насочена антена. Ова значи дека антената со 2 приемници има 2,707 пати поголема насочна моќност од својот врв отколку омнидирекционалната антена. Антена 1 ќе добие 1,273 пати поголема моќност од омнидирекционалната антена. Омнидирекционалните антени се користат како заедничка референца иако не постојат изотропни антени.
Антените за мобилни телефони треба да имаат ниска насоченост бидејќи сигналите можат да доаѓаат од која било насока. Спротивно на тоа, сателитските антени имаат висока насоченост. Сателитската антена прима сигнали од фиксна насока. На пример, ако добиете сателитска ТВ антена, компанијата ќе ви каже каде да ја насочите и антената ќе го прими посакуваниот сигнал.
Ќе завршиме со список на типови антени и нивната насоченост. Ова ќе ви даде претстава за тоа која насоченост е вообичаена.
Тип на антена Типична насоченост Типична насоченост [децибели] (dB)
Кратка диполна антена 1,5 1,76
Полубранова диполна антена 1,64 2,15
Пач (микролентна антена) 3.2-6.3 5-8
Антена со рог 10-100 10-20
Антена за антена 10-10.000 10-40
Како што покажуваат податоците погоре, насоченоста на антената варира во голема мера. Затоа, важно е да се разбере насоченоста при изборот на најдобрата антена за вашата специфична апликација. Ако треба да испраќате или примате енергија од повеќе насоки во една насока, тогаш треба да дизајнирате антена со ниска насоченост. Примери за примена на антени со ниска насоченост вклучуваат автомобилски радиоапарати, мобилни телефони и компјутерски безжичен пристап до интернет. Обратно, ако правите далечинско набљудување или насочен пренос на енергија, тогаш ќе биде потребна високо насочена антена. Високо насочените антени ќе го максимизираат преносот на енергија од посакуваната насока и ќе ги намалат сигналите од несакани насоки.
Да претпоставиме дека сакаме антена со ниска насоченост. Како да го направиме ова?
Општото правило на теоријата на антени е дека ви е потребна електрично мала антена за да произведете ниска насоченост. Тоа е, ако користите антена со вкупна големина од 0,25 - 0,5 бранова должина, тогаш ќе ја минимизирате насоченоста. Диполните антени со полубранова должина или антените со полубранова должина обично имаат насоченост помала од 3 dB. Ова е најниската можна насоченост што можете да ја добиете во пракса.
На крајот на краиштата, не можеме да направиме антени помали од четвртина од брановата должина без да ја намалиме ефикасноста на антената и нејзиниот пропусен опсег. Ефикасноста на антената и пропусниот опсег на антената ќе бидат дискутирани во идните поглавја.
За антена со висока насоченост, ќе ни бидат потребни антени со многу големини на бранова должина. Како што се антените за сателитска антена и антените со рог, кои имаат висока насоченост. Ова е делумно затоа што тие се долги многу бранови должини.
зошто е тоа така? На крајот на краиштата, причината е поврзана со својствата на Фуриеовата трансформација. Кога ќе ја земете Фуриеовата трансформација на краток импулс, добивате широк спектар. Оваа аналогија не е присутна при одредување на шемата на зрачење на антената. Шемата на зрачење може да се смета за Фуриеова трансформација на распределбата на струјата или напонот по должината на антената. Затоа, малите антени имаат широки шеми на зрачење (и ниска насоченост). Антени со голема униформна распределба на напонот или струјата Многу насочени шеми (и висока насоченост).
E-mail:info@rf-miso.com
Телефон: 0086-028-82695327
Веб-страница: www.rf-miso.com
Време на објавување: 07.11.2023
