Usa ka mapuslanong parametro sa pagkalkula sa gahum sa pagdawat sa usa ka antenna mao angepektibo nga lugaroepektibo nga aperture. Hunahunaa nga ang usa ka plane wave nga adunay parehas nga polarization sama sa receive antenna naka-incident sa antenna. Dugang pa, hunahunaa nga ang wave nagbiyahe padulong sa antenna sa direksyon sa antenna sa maximum radiation (ang direksyon diin madawat ang labing daghang kuryente).

Unya angepektibo nga apertureAng parametro naghulagway kon unsa kadaghang gahom ang makuha gikan sa usa ka gihatag nga plane wave. Ipahimo nga ang parametro naghulagway kon unsa kadaghang gahom ang makuha gikan sa usa ka gihatag nga plane wave.pmahimong ang power density sa plane wave (sa W/m^2). KonP_tnagrepresentar sa gahum (sa Watts) sa mga terminal sa antenna nga magamit sa tigdawat sa antenna, nan:

Busa, ang epektibong lugar nagrepresentar lang kon pila ka kuryente ang nakuha gikan sa plane wave ug gihatag sa antenna. Kini nga lugar nag-isip sa mga pagkawala nga intrinsic sa antenna (ohmic losses, dielectric losses, ug uban pa).

Ang kinatibuk-ang relasyon para sa epektibong aperture sa termino sa peak antenna gain (G) sa bisan unsang antenna gihatag sa:

Ang epektibong aperture o epektibong area masukod sa aktuwal nga mga antenna pinaagi sa pagtandi niini sa usa ka nailhan nga antenna nga adunay gihatag nga epektibong aperture, o pinaagi sa pagkalkulo gamit ang gisukod nga gain ug ang equation sa ibabaw.

Ang epektibong aperture usa ka mapuslanong konsepto sa pagkalkulo sa nadawat nga gahum gikan sa usa ka plane wave. Aron makita kini sa aksyon, adto sa sunod nga seksyon sa Friis transmission formula.

Ang Friis Transmission Equation

Niini nga panid, among gipaila ang usa sa labing sukaranan nga mga ekwasyon sa teorya sa antenna, angEkwasyon sa Pagpadala sa FriisAng Friis Transmission Equation gigamit sa pagkalkulo sa gahum nga nadawat gikan sa usa ka antenna (nga adunay gainG1), kon ipadala gikan sa laing antenna (nga adunay gainG2), gibulag sa usa ka gilay-onR, ug naglihok sa frequencyfo wavelength lambda. Kini nga panid angay basahon sa makadaghang higayon ug kinahanglan nga hingpit nga masabtan.

Pagkuha sa Friis Transmission Formula

Aron masugdan ang pagkuha sa Friis Equation, hunahunaa ang duha ka antenna sa libre nga wanang (walay mga babag sa duol) nga gibulag sa usa ka gilay-on.R:

Hunahunaa nga ang （）Mga watts sa kinatibuk-ang gahum ang gihatud sa transmit antenna. Sa pagkakaron, hunahunaa nga ang transmit antenna kay omnidirectional, lossless, ug nga ang receive antenna naa sa far field sa transmit antenna. Dayon ang power densityp(sa Watts kada metro kwadrado) sa plane wave nga miabot sa receive antenna sa gilay-onRgikan sa transmit antenna gihatag sa:

Hulagway 1. Mga Antenna sa Pagpadala (Tx) ug Pagdawat (Rx) nga gibulag saR.

Kon ang transmit antenna adunay antenna gain sa direksyon sa receive antenna nga gihatag sa （）, nan ang power density equation sa ibabaw mahimong:

Ang gain term mga hinungdan sa direksyon ug pagkawala sa usa ka tinuod nga antenna. Hunahunaa karon nga ang receive antenna adunay epektibo nga aperture nga gihatag sa(). Unya ang gahum nga nadawat niining antenna ( ) gihatag sa:

Tungod kay ang epektibong aperture para sa bisan unsang antenna mahimo usab nga ipahayag ingon:

Ang nadawat nga gahum mahimong isulat sama sa mosunod:

Ekwasyon 1

Kini nailhan nga Friis Transmission Formula. Kini naglambigit sa free space path loss, antenna gains ug wavelength ngadto sa nadawat ug gipadala nga mga gahum. Kini usa sa mga pundamental nga equation sa antenna theory, ug angay hinumdoman (ingon man ang derivation sa ibabaw).

Laing mapuslanong porma sa Friis Transmission Equation gihatag sa Equation [2]. Tungod kay ang wavelength ug frequency f may kalabutan sa speed sa kahayag c (tan-awa ang intro sa frequency page), naa tay Friis Transmission Formula sa termino sa frequency:

Ekwasyon 2

Ang Equation [2] nagpakita nga mas daghang kuryente ang mawala sa mas taas nga frequency. Kini usa ka sukaranan nga resulta sa Friis Transmission Equation. Kini nagpasabot nga alang sa mga antenna nga adunay gitakdang mga gain, ang pagbalhin sa enerhiya mao ang labing taas sa mas ubos nga frequency. Ang kalainan tali sa kuryente nga nadawat ug sa kuryente nga gipadala nailhan nga path loss. Sa laing pagkasulti, ang Friis Transmission Equation nag-ingon nga ang path loss mas taas alang sa mas taas nga frequency. Ang kahinungdanon niini nga resulta gikan sa Friis Transmission Formula dili mahimong sobra ra. Mao kini ang hinungdan ngano nga ang mga mobile phone kasagaran naglihok sa ubos sa 2 GHz. Mahimong adunay daghang frequency spectrum nga magamit sa mas taas nga frequency, apan ang nalangkit nga path loss dili makapahimo sa kalidad nga pagdawat. Ingon usa ka dugang nga sangputanan sa Friss Transmission Equation, pananglit gipangutana ka bahin sa 60 GHz nga mga antenna. Timan-i nga kini nga frequency taas kaayo, mahimo nimong isulti nga ang path loss taas kaayo alang sa komunikasyon sa layo nga range - ug husto ka gyud. Sa taas kaayo nga mga frequency (ang 60 GHz usahay gitawag nga mm (millimeter wave) nga rehiyon), ang path loss taas kaayo, mao nga ang point-to-point nga komunikasyon ra ang posible. Mahitabo kini kung ang receiver ug transmitter naa sa parehas nga kwarto, ug nag-atubangay. Ingon usa ka dugang nga sumpay sa Friis Transmission Formula, sa imong hunahuna nalipay ba ang mga mobile phone operator bahin sa bag-ong LTE (4G) band, nga nag-operate sa 700MHz? Ang tubag oo: kini usa ka mas ubos nga frequency kaysa sa naandan nga pag-operate sa mga antenna, apan gikan sa Equation [2], among namatikdan nga ang path loss busa mas ubos usab. Busa, mahimo nilang "matabonan ang mas daghang yuta" gamit kini nga frequency spectrum, ug usa ka ehekutibo sa Verizon Wireless bag-o lang nagtawag niini nga "high quality spectrum", tungod gyud niini nga hinungdan. Side Note: Sa laing bahin, ang mga tighimo og cell phone kinahanglan nga mohaom og antenna nga adunay mas dako nga wavelength sa usa ka compact device (mas ubos nga frequency = mas dako nga wavelength), mao nga ang trabaho sa tigdesinyo sa antenna nahimong mas komplikado!

Sa katapusan, kon ang mga antenna dili magkatugma sa polarization, ang nadawat nga gahum sa ibabaw mahimong mapadaghan sa Polarization Loss Factor (PLF) aron husto nga maisip kini nga mismatch. Ang Equation [2] sa ibabaw mahimong usbon aron makahimo og usa ka generalized Friis Transmission Formula, nga naglakip sa polarization mismatch: