In nuttige parameter dy't it ûntfangstfermogen fan in antenne berekkent, is deeffektyf gebietofeffektive diafragmaNim oan dat in flakgolf mei deselde polarisaasje as de ûntfangende antenne op 'e antenne ynfalt. Nim fierder oan dat de golf nei de antenne reizget yn 'e rjochting fan maksimale strieling fan 'e antenne (de rjochting wêrfan it measte fermogen ûntfongen wurde soe).

Dan deeffektive diafragmaparameter beskriuwt hoefolle krêft der fan in opjûne flakgolf fongen wurdt.pde krêfttichtens fan 'e flakgolf wêze (yn W/m^2). AsP_tfertsjintwurdiget it fermogen (yn Watt) oan 'e antenneterminals dy't beskikber binne foar de ûntfanger fan 'e antenne, dan:

Dêrom fertsjintwurdiget it effektive gebiet gewoan hoefolle krêft der fan 'e flakgolf fongen wurdt en troch de antenne levere wurdt. Dit gebiet hâldt rekken mei de ferliezen dy't yntrinsyk binne oan 'e antenne (ohmske ferliezen, diëlektryske ferliezen, ensfh.).

In algemiene relaasje foar de effektive apertuer yn termen fan 'e peakantennefersterking (G) fan elke antenne wurdt jûn troch:

Effektive apertuer of effektyf gebiet kin wurde metten op werklike antennes troch fergeliking mei in bekende antenne mei in opjûne effektive apertuer, of troch berekkening mei de metten fersterking en de boppesteande fergeliking.

Effektive diafragma sil in nuttich konsept wêze foar it berekkenjen fan ûntfongen krêft fan in flakgolf. Om dit yn aksje te sjen, gean nei de folgjende seksje oer de Friis-transmisjeformule.

The Friis Transmission Equation

Op dizze side yntrodusearje wy ien fan 'e meast fûnemintele fergelikingen yn antenneteory, deFriis TransmisjefergelikingDe Friis Transmission Equation wurdt brûkt om it fermogen te berekkenjen dat ûntfongen wurdt fan ien antenne (mei fersterkingG1), as útstjoerd fan in oare antenne (mei fersterkingG2), skieden troch in ôfstânR, en operearje op frekwinsjefof golflingte lambda. Dizze side is it wurdich om in pear kear te lêzen en moat folslein begrepen wurde.

Oflieding fan Friis Transmission Formule

Om te begjinnen mei it ôflieden fan 'e Friis-fergeliking, beskôgje twa antennes yn frije romte (gjin obstakels yn 'e buert) dy't troch in ôfstân fan elkoar skieden binne.R:

Nim oan dat () Watts oan totale krêft levere wurdt oan 'e útstjoerantenne. Nim foar it momint oan dat de útstjoerantenne omnidireksjoneel is, ferliesleas, en dat de ûntfangerantenne yn it fiere fjild fan 'e útstjoerantenne is. Dan is de krêfttichtensp(yn Watt per fjouwerkante meter) fan 'e flakgolf dy't op in ôfstân ynfalt op 'e ûntfangerantenneRfan 'e útstjoerantenne wurdt jûn troch:

Figuer 1. Stjoer- (Tx) en ûntfange- (Rx) antennes skieden trochR.

As de útstjoerantenne in antennefersterking hat yn 'e rjochting fan' e ûntfangerantenne jûn troch (), dan wurdt de hjirboppe neamde krêftdichtheidsfergeliking:

De fersterkingsterm beynfloedet de rjochting en ferliezen fan in echte antenne. Nim no oan dat de ûntfangerantenne in effektive apertuer hat dy't jûn wurdt troch( )Dan wurdt it fermogen dat troch dizze antenne ( ) ûntfongen wurdt jûn troch:

Omdat de effektive diafragma foar elke antenne ek útdrukt wurde kin as:

De resultearjende ûntfongen krêft kin skreaun wurde as:

Fergeliking 1

Dit is bekend as de Friis Transmission Formule. It relatearret it ferlies fan it frije romtepaad, antennewinsten en golflingte oan it ûntfongen en útstjoerfermogen. Dit is ien fan 'e fûnemintele fergelikingen yn antenneteory, en moat ûnthâlden wurde (lykas de ôflieding hjirboppe).

In oare nuttige foarm fan 'e Friis Transmisjefergeliking wurdt jûn yn Fergeliking [2]. Om't golflingte en frekwinsje f relatearre binne troch de ljochtsnelheid c (sjoch ynlieding ta frekwinsjepagina), hawwe wy de Friis Transmisjeformule yn termen fan frekwinsje:

Fergeliking2

Fergeliking [2] lit sjen dat mear fermogen ferlern giet by hegere frekwinsjes. Dit is in fûneminteel resultaat fan 'e Friis Transmission Equation. Dit betsjut dat foar antennes mei spesifike winsten de enerzjy-oerdracht it heechst sil wêze by legere frekwinsjes. It ferskil tusken it ûntfongen fermogen en it oerdroegen fermogen is bekend as paadferlies. Anders sein, seit Friis Transmission Equation dat it paadferlies heger is foar hegere frekwinsjes. It belang fan dit resultaat út 'e Friis Transmission Formule kin net genôch beklamme wurde. Dêrom wurkje mobile tillefoans oer it algemien op minder as 2 GHz. Der kin mear frekwinsjespektrum beskikber wêze by hegere frekwinsjes, mar it byhearrende paadferlies sil gjin kwaliteitsûntfangst mooglik meitsje. As fierder gefolch fan Friss Transmission Equation, stel dat jo frege wurde oer 60 GHz-antennes. Tink derom dat dizze frekwinsje tige heech is, kinne jo sizze dat it paadferlies te heech sil wêze foar kommunikaasje oer lange ôfstân - en jo hawwe folslein gelyk. By tige hege frekwinsjes (60 GHz wurdt soms oantsjutten as it mm (millimetergolf) gebiet), is it paadferlies tige heech, dus allinich punt-nei-punt kommunikaasje is mooglik. Dit bart as de ûntfanger en stjoerder yn deselde keamer binne en nei elkoar ta steane. As in fierdere útlis fan Friis Transmission Formula, tinke jo dat de mobile tillefoanoperators bliid binne mei de nije LTE (4G) band, dy't wurket op 700MHz? It antwurd is ja: dit is in legere frekwinsje as antennes tradisjoneel operearje, mar út Fergeliking [2] fernimme wy dat it paadferlies dêrom ek leger sil wêze. Dêrtroch kinne se "mear grûn dekke" mei dit frekwinsjespektrum, en in direkteur fan Verizon Wireless neamde dit koartlyn "spektrum fan hege kwaliteit", krekt om dizze reden. Side-opmerking: Oan 'e oare kant sille de fabrikanten fan mobile tillefoans in antenne mei in gruttere golflingte yn in kompakt apparaat moatte passe (legere frekwinsje = gruttere golflingte), sadat it wurk fan 'e antenne-ûntwerper wat yngewikkelder waard!

As lêste, as de antennes net polarisaasje-oerienkomme, kin it hjirboppe ûntfongen fermogen fermannichfâldige wurde mei de Polarisaasjeferliesfaktor (PLF) om dizze mismatch goed te ferantwurdzjen. Fergeliking [2] hjirboppe kin oanpast wurde om in generalisearre Friis-oerdrachtformule te produsearjen, dy't polarisaasje-mismatch omfettet: