Колкав е ефективниот отвор на антената?
Наефективен отвор на антената, исто така нареченефективна област (Ae), опишува колку ефикасно приемната антена ја собира енергијата од инцидентен електромагнетен бран. Тоа е еквивалентна приемна област, а не нужно физички отвор на антената.
За рамнински бран со совпаѓање на поларизацијата што пристигнува од правецот на максималниот прием, ефективниот отвор ја поврзува инцидентната густина на моќност со моќноста достапна на терминалите на антената.
If Sе густината на инцидентна моќност во W/m2иPrе достапната примена моќност во вати, тогаш:
Pr= САe
Поголем ефективен отвор собира повеќе енергија од истото инцидентно поле, под услов насоката на пристигнување и поларизацијата да се усогласени.
Ефективниот отвор ги зема предвид ефикасноста на зрачењето и другите загуби на антената, вклучувајќи ги загубите на спроводникот и диелектрикот. Затоа, тој ги мери употребливите перформанси на приемникот, а не само физичката големина. Ефикасноста на отворот, несовпаѓањето на импедансата и несовпаѓањето на поларизацијата можат да ја намалат моќноста што се доставува до приемникот.
Ефективна формула за отвор на блендата и засилување на антената
Максималниот ефективен отвор на која било антена е поврзан со нејзиното засилувањеGи бранова должинаλод:
Ae= Gλ2/(4π)
Користете го засилувањето како линеарен сооднос, а не dBi, во оваа равенка. Конвертирајте го засилувањето соG = 10G(dBi)/10Бидејќи брановата должина е еднаква нав/ф, ефективната бленда се намалува со зголемување на фреквенцијата кога засилувањето се одржува константно.
Обратно, антените со ист физички отвор можат да постигнат поголемо засилување на пократки бранови должини кога ефикасноста на отворот останува споредлива. Оваа врска им помага на инженерите да ја споредат можноста за прием низ различни фреквенции.
Како се одредува ефективната бленда
Ефективниот отвор може да се пресмета од измереното засилување, да се одреди со споредба со референтна антена или да се заклучи од калибрирани мерења на приемната моќност. Резултатот е корисен во буџетите на врските, мерењата на антените и проценките на чувствителноста на системот.
За апликации за мерење, истражете ги RF MISO.стандардни антени со засилување на рог, кои обезбедуваат познато засилување преку одредени фреквенциски опсези.
Користење на ефективен отвор во равенката за пренос на Фрис
НаФрисова равенка за преносповрзува пренесена моќност, засилувања на антената, бранова бранова должина и растојание на одвојување во врска со далечно поле во слободен простор. За засилување на предавателотGt, засилување на приемникотGr, бранова должинаλи растојаниеR, ја проценува достапната моќност на приемната антена.
КористењеPr= САeја прави улогата на ефективниот отвор на приемот експлицитна: предавателската антена ја воспоставува густината на моќност кај приемникот, а приемната антена претвора дел од тоа поле во терминална моќност.
Добивање на формулата за пренос на Фрис
Да разгледаме две антени одвоени со растојаниеRво непречен слободен простор. Приемната антена мора да биде во далечното поле на предавателот, а антените треба да бидат порамнети по насока и поларизација.
If Ptвати се доставуваат до идеална изотропна предавателна антена, моќноста се шири по површината на сферата. На растојаниеR, густината на инцидентната моќност е:
Слика 1. Предавателни (Tx) и приемни (Rx) антени одделени соR.
За практична предавателна антена со засилувањеGtкон приемникот, густината на инцидентната моќност се зголемува за тој фактор на засилување:
Ако приемната антена има ефективен отворAe, достапната примена моќност е густината на инцидентна моќност помножена соAe:
Заменувајќи ја релацијата засилување-апертура за приемната антена, се добива:
Примената моќност затоа може да се запише во познатата форма на слободен простор:
Равенка 1.Равенка за пренос на Фрис во однос на брановата должина.
Равенка 1Ги поврзува преносната моќност, добивките од антената, брановата должина и растојанието на одвојување. Важи за ширење во слободен простор преку линија на вид во далечното поле. Вистинските системи бараат дополнителни термини за губење на кабел, губење на конектор, грешка во насочувањето, атмосферско слабеење и други ефекти на ширење.
Фреквентна форма на Фрисовата равенка
Бидејќиλ = c/f, равенката може да се изрази и преку фреквенција:
Равенка 2.Фрисова равенка за пренос во однос на фреквенцијата.
Како фреквенцијата влијае на примената енергија
Кога засилувањата и растојанието на антената се одржуваат константни, равенката на Фрис предвидува помала приемна моќност како што се зголемува фреквенцијата бидејќи брановата должина станува пократка. Оваа споредба претпоставува исти вредности на засилување на секоја фреквенција.
Сепак, за антени со фиксен физички отвор, засилувањето генерално се зголемува со намалувањето на брановата должина. Затоа, високофреквентните и милиметарските врски можат да постигнат силни перформанси со насочени антени со високо засилување, под услов буџетот за врска да ги земе предвид и точноста на насочувањето, атмосферската апсорпција, дождот и загубите на хардвер.
Користете ја равенката на Фрис како референца за слободен простор, наместо како целосен модел на пропагација. Таа претпоставува работа на далечно поле, непречена линија на видливост и правилно порамнети антени.
Несовпаѓање на поларизацијата
Ако предавателската и приемната антена не се поларизирани, помножете ја идеалната приемна моќност со факторот на загуба на поларизација (PLF). За нормализирани вектори на поларизација, PLF се движи од 0 до 1; вредноста 1 претставува совршено совпаѓање. Генерализираната форма подолу го вклучува овој термин за несовпаѓање.
Равенка 3.Генерализирана равенка за пренос на Фрис, вклучувајќи го и несовпаѓањето на поларизацијата.
Клучни заклучоци
- Ефективниот отвор ја претвора густината на инцидентната моќност во достапна примена моќност.
- За добивкаGи бранова должинаλ, Ae= Gλ2/(4π).
- Користете линеарно засилување, а не dBi, во пресметките на апертурата и Фриисовата вредност.
- Friis се однесува на врски со далечно поле, линија на видливост во слободен простор; практичните буџети за врски бараат дополнителни загуби.
RF MISO обезбедувастандардни антени со засилување на роги други RF антенски решенија за мерење, калибрација и системска интеграција.Контактирајте го RF MISOза да се дискутираат фреквентниот опсег, засилувањето и барањата за интерфејсот.
Е-пошта:info@rf-miso.com
Телефон: 0086-028-82695327
Време на објавување: 08 јануари 2024 година
