Suuntavuus on antennin perusparametri.Tämä on mitta siitä, kuinka suunta-antennin säteilykuvio on.Antennin, joka säteilee tasaisesti kaikkiin suuntiin, suuntaavuus on 1. (Tämä vastaa nolla desibeliä -0 dB).
Palloisten koordinaattien funktio voidaan kirjoittaa normalisoiduksi säteilykuvioksi:
[Yhtälö 1]
Normalisoidulla säteilykuviolla on sama muoto kuin alkuperäisellä säteilykuviolla.Normalisoitua säteilykuviota pienennetään magnitudilla siten, että säteilykuvion maksimiarvo on yhtä suuri kuin 1. (Suurin on "F":n yhtälö [1]).Matemaattisesti suuntakaava (tyyppi "D") kirjoitetaan seuraavasti:
Tämä voi tuntua monimutkaiselta suuntayhtälöltä.Suurin arvo on kuitenkin molekyylien säteilykuvioilla.Nimittäjä edustaa kaikkiin suuntiin säteilevää keskimääräistä tehoa.Yhtälö on tällöin säteilyhuipputehon mitta jaettuna keskiarvolla.Tämä antaa antennille suuntaavuuden.
Suuntaparadigma
Esimerkkinä tarkastellaan kahta seuraavaa yhtälöä kahden antennin säteilykuviolle.
Antenni 1
Antenni 2
Nämä säteilykuviot on esitetty kuvassa 1. Huomaa, että säteilymoodi on vain napakulman theta(θ) funktio. Säteilykuvio ei ole atsimuutin funktio.(Atsimutaalinen säteilykuvio pysyy ennallaan).Ensimmäisen antennin säteilykuvio on vähemmän suunnattu kuin toisen antennin säteilykuvio.Siksi odotamme suuntaavuuden olevan alhaisempi ensimmäiselle antennille.
kuva 1. Antennin säteilykuviokaavio.Onko korkea suuntaus?
Kaavan [1] avulla voimme laskea, että antennilla on suurempi suuntaavuus.Tarkistaaksesi ymmärryksesi, mieti kuvaa 1 ja mikä on suuntaus.Määritä sitten, millä antennilla on suurempi suuntaus ilman matematiikkaa.
Suuntalaskentatulokset, käytä kaavaa [1]:
Suunta-antennin 1 laskelma, 1,273 (1,05 dB).
Suunta-antennin 2 laskelma, 2,707 (4,32 dB).
Lisääntynyt suuntaavuus tarkoittaa tarkennettua tai suunnattua antennia.Tämä tarkoittaa, että 2-vastaanottoantennilla on 2,707 kertaa huippunsa suuntateho kuin monisuuntaisella antennilla.Antenni 1 saa 1,273 kertaa enemmän kuin monisuuntainen antenni.Omnisuuntaisia antenneja käytetään yleisenä referenssinä, vaikka isotrooppisia antenneja ei ole olemassakaan.
Matkapuhelinten antennien suuntaavuuden tulee olla alhainen, koska signaalit voivat tulla mistä tahansa suunnasta.Sitä vastoin satelliittilautasilla on korkea suuntaavuus.Satelliittiantenni vastaanottaa signaaleja kiinteästä suunnasta.Esimerkiksi, jos saat satelliitti-TV-antennin, yritys kertoo, mihin se osoitat ja antenni vastaanottaa halutun signaalin.
Lopetamme luettelon antennityypeistä ja niiden suunnasta.Tämä antaa sinulle käsityksen siitä, mikä suuntaavuus on yleistä.
Antennityyppi Tyypillinen suuntaus Tyypillinen suuntaavuus [desibeli] (dB)
Lyhyt dipoliantenni 1,5 1,76
Puoliaaltodipoliantenni 1,64 2,15
Patch (mikroliuska-antenni) 3.2-6.3 5-8
Torviantenni 10-100 10-20
Lautasantenni 10-10 000 10-40
Kuten yllä olevat tiedot osoittavat, antennin suuntaavuus vaihtelee suuresti.Siksi on tärkeää ymmärtää suuntaavuus, kun valitset parasta antennia tiettyyn sovellukseesi.Jos sinun on lähetettävä tai vastaanotettava energiaa useista suunnista yhteen suuntaan, sinun tulee suunnitella antenni, jolla on alhainen suuntaavuus.Esimerkkejä matalan suuntaavuuden antennien sovelluksista ovat autoradiot, matkapuhelimet ja tietokoneiden langaton Internet-yhteys.Kääntäen, jos käytät kaukokartoitusta tai kohdennettua tehonsiirtoa, tarvitaan erittäin suunnattu antenni.Erittäin suunnatut antennit maksimoivat tehonsiirron halutusta suunnasta ja vähentävät signaaleja ei-toivotuista suunnista.
Oletetaan, että haluamme matalan suuntaavuuden antennin.Miten tämä tehdään?
Antenniteorian yleinen sääntö on, että tarvitset sähköisesti pienen antennin tuottaaksesi matalan suuntaavuuden.Eli jos käytät antennia, jonka kokonaiskoko on 0,25 - 0,5 aallonpituutta, minimoit suuntaavuuden.Puoliaaltodipoliantennien tai puoliaallonpituisten väliantennien suuntaavuus on tyypillisesti alle 3 dB.Tämä on niin alhainen kuin suuntaus, jonka voit saada käytännössä.
Viime kädessä emme voi tehdä antenneja pienempiä kuin neljännesaallonpituus heikentämättä antennin tehokkuutta ja antennin kaistanleveyttä.Antennin tehokkuutta ja kaistanleveyttä käsitellään tulevissa luvuissa.
Antenniin, jolla on korkea suuntaavuus, tarvitsemme usean aallonpituuden antenneja.Kuten satelliittiantenniantenneilla ja torviantenneilla on korkea suuntaavuus.Tämä johtuu osittain siitä, että ne ovat monia aallonpituuksia pitkiä.
miksi niin?Viime kädessä syy liittyy Fourier-muunnoksen ominaisuuksiin.Kun otat lyhyen pulssin Fourier-muunnoksen, saat laajan spektrin.Tämä analogia ei ole läsnä määritettäessä antennin säteilykuviota.Säteilykuviota voidaan pitää Fourier-muunnoksena virran tai jännitteen jakautumisesta antennia pitkin.Siksi pienillä antenneilla on laajat säteilykuviot (ja alhainen suuntaavuus).Antennit, joissa on suuri tasainen jännite- tai virranjakauma Erittäin suunnatut kuviot (ja korkea suuntaavuus).
E-mail:info@rf-miso.com
Puhelin: 0086-028-82695327
Verkkosivusto: www.rf-miso.com
Postitusaika: 07.11.2023
