Unsa ang Epektibong Aperture sa usa ka Antenna?
Angepektibo nga aperture sa usa ka antenna, gitawag usab ngaepektibo nga lugar (Ae), naghulagway kon unsa ka epektibo ang usa ka receiving antenna sa pagkuha og kuryente gikan sa usa ka incident electromagnetic wave. Kini usa ka katumbas nga receiving area, dili kinahanglan ang pisikal nga buho sa antenna.
Para sa usa ka polarization-matched plane wave nga gikan sa direksyon sa maximum reception, ang effective aperture nagkonektar sa incident power density ngadto sa power nga anaa sa mga antenna terminal.
If Smao ang densidad sa gahum sa insidente sa W/m2ugPrmao ang magamit nga nadawat nga gahum sa watts, nan:
Pr= SAe
Ang mas dako nga epektibong aperture makakolekta og dugang nga gahum gikan sa samang incident field, basta ang direksyon sa pag-abot ug ang polarization nahan-ay.
Ang epektibong aperture nag-isip sa radiation efficiency ug uban pang antenna losses, lakip ang conductor ug dielectric losses. Busa, gisukod niini ang magamit nga receiving performance imbes nga ang pisikal nga gidak-on lamang. Ang aperture efficiency, impedance mismatch ug polarization mismatch tanan makapakunhod sa gahum nga gihatud sa receiver.
Epektibong Pormula sa Aperture ug Antenna Gain
Ang pinakataas nga epektibo nga aperture sa bisan unsang antenna may kalabutan sa gain niini.Gug wavelengthλpinaagi sa:
Ae= Gλ2/(4π)
Gamita ang gain isip linear ratio, dili dBi, niini nga equation. I-convert ang gain gamit angG = 10G(dBi)/10. Tungod kay ang wavelength katumbas sac/f, ang epektibong aperture mokunhod uban sa pagtaas sa frequency kung ang gain dili molapas sa gitakdang oras.
Sa laing bahin, ang mga antenna nga adunay parehas nga pisikal nga aperture makab-ot ang mas taas nga gain sa mas mubo nga wavelengths kung ang kahusayan sa aperture magpabilin nga parehas. Kini nga relasyon makatabang sa mga inhenyero nga itandi ang kapasidad sa pagdawat sa mga frequency.
Unsa ka Epektibo ang Pagtino sa Aperture
Ang epektibong aperture mahimong makalkulo gikan sa gisukod nga gain, matino pinaagi sa pagtandi sa usa ka reference antenna, o mahibal-an gikan sa gikalkulo nga mga sukod sa receive-power. Ang resulta mapuslanon sa mga link budget, mga sukod sa antenna ug mga banabana sa sensitivity sa sistema.
Para sa mga aplikasyon sa pagsukod, susiha ang RF MISO'sstandard gain horn antennas, nga nagahatag ug nailhan nga gain sa espesipikong frequency bands.
Paggamit sa Epektibong Aperture sa Friis Transmission Equation
AngEkwasyon sa transmisyon sa Friisnagkonektar sa transmitted power, antenna gains, wavelength ug separation distance sa usa ka free-space far-field link. Para sa transmitter gainGt, ganansya sa tigdawatGr, haba sa dalungganλug distansyaR, gibanabana niini ang gahum nga magamit sa nakadawat nga antenna.
PaggamitPr= SAeGihimong klaro ang papel sa receive effective aperture: ang transmitting antenna nag-establisar sa power density sa receiver, ug ang receiving antenna nag-convert sa bahin sa maong field ngadto sa terminal power.
Pagkuha sa Friis Transmission Formula
Hunahunaa ang duha ka antena nga gibulag sa gilay-onRsa walay babag nga libreng wanang. Ang modawat nga antenna kinahanglan nga naa sa far field sa transmitter, ug ang mga antenna kinahanglan nga gihan-ay sa direksyon ug polarisasyon.
If PtAng mga watts ipadala ngadto sa usa ka ideal nga isotropic transmitting antenna, ang gahum mokatap sa ibabaw sa usa ka sphere. Sa gilay-onR, ang densidad sa gahum sa insidente mao ang:
Hulagway 1. Mga Antenna sa Pagpadala (Tx) ug Pagdawat (Rx) nga gibulag saR.
Para sa praktikal nga transmitting antenna nga adunay gainGtpadulong sa tigdawat, ang densidad sa gahum sa insidente motaas pinaagi sa gain factor:
Kon ang antenna nga modawat adunay epektibong apertureAe, ang magamit nga nadawat nga gahum mao ang densidad sa gahum sa insidente nga gipadaghan saAe:
Ang pag-ilis sa gain-aperture nga relasyon para sa receiving antenna mohatag og:
Busa, ang nadawat nga gahum mahimong isulat sa pamilyar nga porma sa free-space:
Ekwasyon 1.Friis transmission equation sa termino sa wavelength.
Ekwasyon 1may kalabutan sa transmit power, antenna gains, wavelength ug separation distance. Balido kini para sa line-of-sight free-space propagation sa far field. Ang tinuod nga mga sistema nanginahanglan og dugang nga mga termino para sa cable loss, connector loss, pointing error, atmospheric attenuation ug uban pang mga propagation effects.
Porma sa Frequency sa Friis Equation
Tungod kayλ = c/f, ang ekwasyon mahimo usab nga ipahayag sa mga termino sa frequency:
Ekwasyon 2.Ekwasyon sa transmisyon ni Friis sa termino sa frequency.
Giunsa Pag-apekto sa Frequency ang Nadawat nga Gahom
Kon ang mga gain ug distansya sa antenna magpabilin nga makanunayon, ang Friis equation nagtagna nga mas ubos ang nadawat nga gahum samtang motaas ang frequency tungod kay ang wavelength mogamay. Kini nga pagtandi nag-assume sa parehas nga mga kantidad sa gain sa matag frequency.
Apan, alang sa mga antenna nga adunay fixed physical aperture, ang gain kasagaran motaas samtang mokunhod ang wavelength. Busa, ang high-frequency ug millimeter-wave links makab-ot og lig-on nga performance gamit ang directional, high-gain antennas, basta ang link budget mo-isip usab sa pointing accuracy, atmospheric absorption, rain ug hardware losses.
Gamita ang Friis equation isip usa ka free-space reference imbes nga usa ka kompletong propagation model. Kini nag-assume sa far-field operation, walay babag nga line of sight ug husto nga pagka-align sa mga antenna.
Dili Pagkatugma sa Polarisasyon
Kon ang mga antenna sa pagpadala ug pagdawat dili magkatugma sa polarization, i-multiply ang ideal nga nadawat nga gahum sa polarization loss factor (PLF). Para sa normalized polarization vectors, ang PLF gikan sa 0 ngadto sa 1; ang bili nga 1 nagrepresentar sa hingpit nga pagpares. Ang kinatibuk-ang porma sa ubos naglakip niining termino sa dili pagtugma.
Ekwasyon 3.Heneral nga Friis transmission equation lakip ang polarization mismatch.
Mga Pangunang Punto
- Ang epektibong aperture nag-convert sa incident power density ngadto sa available nga nadawat nga power.
- Para sa ganansyaGug wavelengthλ, Ae= Gλ2/(4π).
- Gamita ang linear gain, dili dBi, sa mga kalkulasyon sa aperture ug Friis.
- Ang Friis magamit sa mga far-field, line-of-sight free-space links; ang praktikal nga link budgets nanginahanglan og dugang nga mga losses.
Ang RF MISO naghatagstandard gain horn antennasug uban pang mga solusyon sa RF antenna para sa pagsukod, kalibrasyon ug paghiusa sa sistema.Kontaka ang RF MISOaron hisgutan ang mga kinahanglanon sa frequency range, gain ug interface.
E-mail:info@rf-miso.com
Telepono: 0086-028-82695327
Oras sa pag-post: Enero-08-2024
