Parametru utli li jikkalkula l-qawwa li tirċievi ta 'antenna huwa l-żona effettivajewapertura effettiva.Assumi li mewġa pjan bl-istess polarizzazzjoni bħall-antenna li tirċievi hija inċident fuq l-antenna.Assumi wkoll li l-mewġa qed tivvjaġġa lejn l-antenna fid-direzzjoni tar-radjazzjoni massima tal-antenna (id-direzzjoni li minnha tkun riċevuta l-aktar enerġija).
Imbagħad il-apertura effettivaparametru jiddeskrivi kemm enerġija hija maqbuda minn mewġa pjan partikolari.Ħalliptkun id-densità tal-qawwa tal-mewġa pjan (f'W/m^2).JekkP_ttirrappreżenta l-qawwa (f'Watts) fit-terminali tal-antenni disponibbli għar-riċevitur tal-antenna, imbagħad:
Għalhekk, iż-żona effettiva tirrappreżenta sempliċement kemm enerġija tinqabad mill-mewġa tal-pjan u titwassal mill-antenna.Din iż-żona tikfattura t-telf intrinsiku għall-antenna (telf ohmiku, telf dielettriku, eċċ.).
Relazzjoni ġenerali għall-apertura effettiva f'termini ta' l-ogħla gwadann ta' l-antenna (G) ta' kwalunkwe antenna hija mogħtija minn:
Apertura effettiva jew żona effettiva tista 'titkejjel fuq antenni attwali b'paragun ma' antenna magħrufa b'apertura effettiva partikolari, jew permezz ta 'kalkolu bl-użu tal-qligħ imkejjel u l-ekwazzjoni ta' hawn fuq.
L-apertura effettiva se tkun kunċett utli għall-kalkolu tal-qawwa riċevuta minn mewġa pjan.Biex tara dan fl-azzjoni, mur fit-taqsima li jmiss dwar il-formula ta 'trażmissjoni Friis.
L-Ekwazzjoni tat-Trażmissjoni Friis
F'din il-paġna, nintroduċu waħda mill-aktar ekwazzjonijiet fundamentali fit-teorija tal-antenna, il-Ekwazzjoni ta' Trażmissjoni Friis.L-Ekwazzjoni tat-Trażmissjoni Friis tintuża biex tikkalkula l-qawwa riċevuta minn antenna waħda (bil-qligħG1), meta trasmessa minn antenna oħra (bil-gwadannG2), separati b'distanzaR, u joperaw bi frekwenzafjew wavelength lambda.Din il-paġna ta’ min taqra ftit drabi u għandha tinftiehem bis-sħiħ.
Derivazzjoni tal-Formula tat-Trażmissjoni Friis
Biex tibda d-derivazzjoni tal-Ekwazzjoni Friis, ikkunsidra żewġ antenni fi spazju ħieles (l-ebda ostruzzjoni fil-qrib) separati b'distanzaR:
Assumi li （ ）Watts ta' qawwa totali huma kkunsinnati lill-antenna tat-trażmissjoni.Għall-mument, jassumi li l-antenna tat-trażmissjoni hija omnidirezzjonali, mingħajr telf, u li l-antenna ta 'riċeviment tinsab fil-kamp 'il bogħod tal-antenna tat-trażmissjoni.Imbagħad id-densità tal-qawwap(f'Watts kull metru kwadru) tal-mewġa pjan inċident fuq l-antenna li tirċievi distanzaRmill-antenna tat-trasmissjoni hija mogħtija minn:
Figura 1. Trasmetti (Tx) u Jirċievi (Rx) Antenni separati minnR.
Jekk l-antenna tat-trażmissjoni għandha gwadann ta 'l-antenna fid-direzzjoni ta' l-antenna ta 'riċeviment mogħtija minn （ ） , allura l-ekwazzjoni tad-densità tal-qawwa hawn fuq issir:
It-terminu tal-qligħ fatturi fid-direzzjonalità u t-telf ta 'antenna reali.Assumi issa li l-antenna li tirċievi għandha apertura effettiva mogħtija minn（ ）.Imbagħad il-qawwa riċevuta minn din l-antenna ( ) hija mogħtija minn:
Peress li l-apertura effettiva għal kwalunkwe antenna tista 'tiġi espressa wkoll bħala:
Il-qawwa riċevuta li tirriżulta tista' tinkiteb bħala:
Ekwazzjoni1
Din hija magħrufa bħala l-Formula tat-Trażmissjoni Friis.Jirrelata t-telf fil-passaġġ tal-ispazju ħieles, il-qligħ tal-antenna u l-wavelength mal-poteri riċevuti u tat-trażmissjoni.Din hija waħda mill-ekwazzjonijiet fundamentali fit-teorija tal-antenna, u għandha tiġi mfakkar (kif ukoll id-derivazzjoni ta 'hawn fuq).
Forma oħra utli tal-Ekwazzjoni ta' Trażmissjoni ta' Friis hija mogħtija fl-Ekwazzjoni [2].Peress li l-wavelength u l-frekwenza f huma relatati bil-veloċità tad-dawl c (ara l-introduzzjoni għall-paġna tal-frekwenza), għandna l-Formula ta 'Trażmissjoni Friis f'termini ta' frekwenza:
Ekwazzjoni2
L-ekwazzjoni [2] turi li aktar qawwa tintilef fi frekwenzi ogħla.Dan huwa riżultat fundamentali tal-Ekwazzjoni tat-Trażmissjoni Friis.Dan ifisser li għall-antenni bi qligħ speċifikat, it-trasferiment tal-enerġija se jkun l-ogħla fi frekwenzi aktar baxxi.Id-differenza bejn il-qawwa riċevuta u l-qawwa trażmessa hija magħrufa bħala telf fil-passaġġ.Magħduda b'mod differenti, Friis Transmission Equation tgħid li t-telf fil-passaġġ huwa ogħla għal frekwenzi ogħla.L-importanza ta 'dan ir-riżultat mill-Formula ta' Trażmissjoni Friis ma tistax tiġi eżaġerata.Huwa għalhekk li t-telefowns ċellulari ġeneralment joperaw b'inqas minn 2 GHz.Jista 'jkun hemm aktar spettru ta' frekwenza disponibbli fi frekwenzi ogħla, iżda t-telf fil-passaġġ assoċjat ma jippermettix riċeviment ta 'kwalità.Bħala konsegwenza oħra tal-Ekwazzjoni ta' Trażmissjoni Friss, ejja ngħidu li inti mistoqsi dwar antenni ta' 60 GHz.Innota li din il-frekwenza hija għolja ħafna, tista 'tiddikjara li t-telf fil-passaġġ se jkun għoli wisq għal komunikazzjoni fuq medda twila - u int assolutament korrett.Fi frekwenzi għoljin ħafna (60 GHz xi drabi jissejjaħ ir-reġjun mm (mewġ millimetru)), it-telf fil-passaġġ huwa għoli ħafna, għalhekk komunikazzjoni minn punt għal punt biss hija possibbli.Dan iseħħ meta r-riċevitur u t-trasmettitur ikunu fl-istess kamra, u jħarsu lejn xulxin.Bħala korrollarju ulterjuri tal-Formula ta 'Trażmissjoni Friis, taħseb li l-operaturi tat-telefon ċellulari huma kuntenti dwar il-medda l-ġdida LTE (4G), li topera f'700MHz?It-tweġiba hija iva: din hija frekwenza aktar baxxa minn dik li tradizzjonalment joperaw l-antenni, iżda mill-Ekwazzjoni [2], ninnotaw li t-telf fil-passaġġ għalhekk se jkun aktar baxx ukoll.Għalhekk, jistgħu "jkopru aktar art" b'dan l-ispettru tal-frekwenza, u eżekuttiv ta 'Verizon Wireless reċentement sejjaħ dan "ispettru ta' kwalità għolja", preċiżament għal din ir-raġuni.Nota tal-ġenb: Min-naħa l-oħra, dawk li jfasslu l-mowbajls se jkollhom joqogħdu antenna b'wavelength akbar f'apparat kompatt (frekwenza aktar baxxa = wavelength akbar), sabiex ix-xogħol tad-disinjatur tal-antenna sar ftit aktar ikkumplikat!
Fl-aħħarnett, jekk l-antenni ma jkunux imqabbla mal-polarizzazzjoni, il-qawwa riċevuta ta 'hawn fuq tista' tiġi mmultiplikata bil-Fattur ta 'Telf ta' Polarizzazzjoni (PLF) biex tqis sew dan in-nuqqas ta 'qbil.L-ekwazzjoni [2] hawn fuq tista' tinbidel biex tipproduċi Formula ta' Trażmissjoni ta' Friis ġeneralizzata, li tinkludi nuqqas ta' qbil fil-polarizzazzjoni:
Ekwazzjoni3
Ħin tal-post: Jan-08-2024
