Што е насоченост на антената?
Брз одговор:Директивноста на антената опишува колку силно антената ја концентрира зрачената моќност во одредена насока во споредба со идеален изотропен радијатор. Изотропниот радијатор има директивност од 1 или 0 dBi.
Повисоката насоченост произведува потесен, пофокусиран модел на зрачење, додека пониската насоченост обезбедува поширока аголна покриеност. Насоченоста зависи од обликот на моделот на зрачење и не ги вклучува загубите на антената.
Нормализираниот модел на зрачење може да се изрази во сферични координати како:
Нормализиран модел на зрачење
Формула за насоченост на антената
Нормализираниот образец на зрачење има ист облик како и оригиналниот образец, но неговата максимална вредност е скалирана на 1. Ուղղորդноста на антената, запишана какоD, го споредува максималниот интензитет на зрачење со просечниот интензитет на зрачење во сите правци.
Именителот на равенката го претставува вкупниот образец интегриран над сфера. Делењето на врвната вредност со овој просторен просек покажува колку силно антената ја концентрира енергијата во својата главна насока.
Насоченост наспроти засилување
Насоченоста опишува само како е концентриран моделот на зрачење. Антенскиот засилувач, исто така, ја зема предвид ефикасноста на зрачењето, вклучувајќи ги спроводливите и диелектричните загуби.
Врската еG = ηD, кадеGе добивка,ηе ефикасноста на зрачењето, иDе насоченост. Антена без загуби има засилување еднакво на нејзината насоченост; кај вистинска антена, засилувањето е нормално помало. И двете вредности најчесто се изразуваат во dBi кога се однесува на изотропен радијатор.
Пример за пресметка на насоченост
Како пример, разгледајте ги следните две равенки за шемата на зрачење на две антени.
Антена 1
Антена 2
Модел на зрачење и насоченост
Следните шеми варираат во зависност од поларниот аголθи се претпоставува дека остануваат константни со азимут. Антена 1 го шири своето зрачење пошироко, додека Антена 2 концентрира повеќе енергија околу својата главна насока.
Бидејќи потесниот главен зрак претставува поголема концентрација на зрачена моќност, се очекува Антена 2 да има поголема насоченост.
Слика 1. Споредба на двата нормализирани шеми на зрачење. Поконцентрираниот шем има поголема насоченост.
Резултати од пресметката на насоченоста
Применувањето на равенката за насоченост на двата примерни шеми дава:
- Антена 1:D = 1,273, или 1,05 dBi
- Антена 2:D = 2,707, или 4,32 dBi
Антена 2 има поголема насоченост бидејќи нејзиното зрачење е повеќе концентрирано околу насоката на врвот. Изотропски радијатор се користи како референца од 0 dBi иако е идеален модел, а не остварлива физичка антена.
Апликации со висока наспроти ниска насоченост
Антени со ниска насоченостОбезбедуваат широка аголна покриеност и се корисни кога сигналите можат да пристигнат од различни насоки, како што се мобилни уреди, радио станици во возила и општ безжичен пристап.
Антени со висока насоченостфокусираат енергија во потесен зрак. Тие се претпочитаат за сателитски врски, радар, далечинско набљудување и комуникација од точка до точка каде што е позната посакуваната насока.
Табелата подолу ги прикажува приближните опсези на насоченост за неколку вообичаени типови антени.
Типични вредности на насоченоста на антената
| Тип на антена | Приближен сооднос на насоченост | Приближна насоченост (dBi) |
|---|---|---|
| Краток дипол | 1,5 | 1,76 |
| Полубрановиот дипол | 1,64 | 2.15 |
| Антена за поврзување | 3.2-6.3 | 5-8 |
| Антена со рог | 10-100 | 10-20 |
| Антена за антена | 10-10.000 | 10-40 |
Овие вредности се репрезентативни опсези. Вистинската насоченост зависи од фреквенцијата, електричната големина, геометријата, осветлувањето и условите за работа.
Како се мери насоченоста на антената?
Директивноста најчесто се одредува од измерениот образец на зрачење. Антената што се тестира се карактеризира преку азимут и елевација, а добиените податоци за полето или моќноста се нормализираат за да се создаде тридимензионален образец.
- Измерете го релативното ниво на зрачење во потребниот аголен опсег.
- Идентификувајте го максималниот интензитет на зрачење.
- Интегрирајте го моделот на зрачење над цврст агол за да го добиете просторниот просек.
- Поделете го интензитетот на врвот со просечниот интензитет и изразете го резултатот како сооднос или во dBi.
Контролиранотестирање на антенатапомага да се намалат рефлексиите и неизвесноста при мерењето при оценување на шемите на зрачење, засилувањето, поларизацијата и насоченоста.
Како големината на антената влијае на насоченоста
Електричната големина силно влијае на шемата на зрачење. Мала антена со еден елемент нормално произведува широк зрак и релативно ниска насоченост. Зголемувањето на ефективниот отвор на брановите должини ѝ овозможува на антената или низата да формира потесен зрак и да постигне поголема насоченост.
- Долна насоченост:корисно за покривање на широка област и сигнали што пристигнуваат од повеќе насоки.
- Повисока насоченост:корисно за фокусирани врски, подобрена аголна селективност и отфрлање на сигнали надвор од главниот зрак.
Насоченоста не се одредува само од физичката големина. Геометријата, распределбата на струјата, растојанието и фазирањето меѓу низите, осветлувањето на отворот и работната фреквенција влијаат на конечниот дијаграм на зрачење.
Потесниот зрак генерално одговара на поголема насоченост, но исто така бара попрецизно насочување и усогласување. За односот помеѓу насоченоста, ефикасноста и остварените перформанси, видетеефикасност и засилување на антената.
Често поставувани прашања
Што е насоченост на антената на едноставен начин?
Тоа е мерка за тоа колку силно антената го концентрира зрачењето во една насока во споредба со просечното зрачење во сите насоки.
Дали насоченоста на антената е иста како и засилувањето?
Не. Насоченоста ја опишува концентрацијата на шемата, додека засилувањето ја вклучува и ефикасноста на зрачењето. Нивниот однос е G = ηD.
Што значи насоченост од 0 dBi?
Тоа одговара на идеален изотропен радијатор со коефициент на насоченост од 1. Тоа е референцата што се користи за изразување на насоченоста во dBi.
Како може да се зголеми насоченоста на антената?
Насоченоста може да се зголеми со зголемување на ефективниот електричен отвор, со користење на рефлектори или леќи, формирање низи со контролирана амплитуда и фаза или избирање геометрија што произведува потесен главен зрак.
Дали повисоката насоченост секогаш значи подобра антена?
Не. Повисоката насоченост е корисна кога целната насока е позната, но широката покриеност може да биде поважна за мобилни или повеќенасочни апликации. Правилниот избор зависи од врската, покриеноста, пропусниот опсег, ефикасноста и барањата за инсталација.
За помош при избор или тестирање на антена за вашата апликација,контактирајте RF MISOили е-поштаinfo@rf-miso.com.
Време на објавување: 07.11.2023
