In brûkbere parameter berekkenjen fan de ûntfangende krêft fan in antenne is deeffektyf gebietofeffektive diafragma. Oannimme dat in fleantúchwelle mei deselde polarisaasje as de ûntfangstantenne op 'e antenne komt. Oannimme fierder dat de welle nei de antenne reizget yn 'e rjochting fan' e antenne fan maksimale strieling (de rjochting wêrút de measte krêft soe wurde ûntfongen).

Dan deeffektive diafragmaparameter beskriuwt hoefolle macht wurdt fongen fan in opjûne fleanmasine. Littepwêze de krêfttichte fan 'e fleantúchwelle (yn W/m^2). AsP_tfertsjintwurdiget de krêft (yn watt) by de antenne-terminals beskikber foar de ûntfanger fan 'e antenne, dan:

Hjirtroch fertsjintwurdiget it effektive gebiet gewoan hoefolle krêft wurdt opnomd fan 'e fleantúchwelle en levere troch de antenne. Dit gebiet faktoaren yn 'e ferliezen yntrinsysk foar de antenne (ohmske ferliezen, dielektryske ferliezen, ensfh.).

In algemiene relaasje foar de effektive diafragma yn termen fan de pykantennewinst (G) fan elke antenne wurdt jûn troch:

Effektive diafragma as effektyf gebiet kin wurde mjitten op werklike antennes troch ferliking mei in bekende antenne mei in opjûne effektive diafragma, of troch berekkening mei help fan de mjitten winst en de boppesteande fergeliking.

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

The Friis Transmission Equation

Op dizze side, wy yntrodusearje ien fan de meast fûnemintele fergelikingen yn antenne teory, deFriis Transmission Equation. De Friis-útstjoerfergeliking wurdt brûkt om de krêft te berekkenjen dy't ûntfongen is fan ien antenne (mei winstG1), as útstjoerd fan in oare antenne (mei winstG2), skieden troch in ôfstânR, en wurket op frekwinsjefof golflingte lambda. Dizze side is it wurdich in pear kear te lêzen en moat folslein begrepen wurde.

Oflieding fan Friis Transmission Formule

Om te begjinnen mei de ôflieding fan de Friis-fergeliking, beskôgje twa antennes yn frije romte (gjin obstruksjes tichtby) skieden troch in ôfstânR:

Stel dat () Watts fan totale krêft wurde levere oan 'e útstjoerantenne. Nim foar it momint oan dat de útstjoerantenne omnidireksjoneel is, lossless, en dat de ûntfangende antenne yn it fiere fjild fan 'e útstjoerantenne is. Dan de macht tichtensp(yn Watts per fjouwerkante meter) fan it fleantúch wave ynsidint op de ûntfangende antenne in ôfstânRfan 'e útstjoerantenne wurdt jûn troch:

figuer 1. Transmit (Tx) en ûntfange (Rx) Antennas skieden trochR.

As de útstjoerantenne in antennefersterking hat yn 'e rjochting fan 'e ûntfangstantenne jûn troch () , dan wurdt de fergeliking foar krêftdichtheid hjirboppe:

De winst term faktoaren yn 'e rjochting en ferliezen fan in echte antenne. Stel no dat de ûntfangende antenne hat in effektive diafragma jûn troch(). Dan wurdt de krêft ûntfongen troch dizze antenne ( ) jûn troch:

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

De resultearjende ûntfongen krêft kin skreaun wurde as:

Fergeliking 1

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

In oare nuttige foarm fan de Friis-oerdrachtfergeliking wurdt jûn yn fergeliking [2]. Om't golflingte en frekwinsje f besibbe binne troch de snelheid fan ljocht c (sjoch ynlieding nei de frekwinsjeside), hawwe wy de Friis Transmission Formule yn termen fan frekwinsje:

Fergeliking 2

Fergeliking [2] lit sjen dat mear macht ferlern giet by hegere frekwinsjes. Dit is in fûnemintele útkomst fan de Friis Transmission Equation. Dit betsjut dat foar antennes mei oantsjutte winst de enerzjyoerdracht it heechst sil wêze by legere frekwinsjes. It ferskil tusken de krêft ûntfongen en de oerdroegen macht wurdt bekend as paadferlies. Op in oare wize sein, seit Friis Transmission Equation dat it paadferlies heger is foar hegere frekwinsjes. It belang fan dit resultaat út de Friis Transmission Formule kin net oerskatte wurde. Dit is de reden wêrom't mobile tillefoans oer it algemien wurkje op minder dan 2 GHz. D'r kin mear frekwinsjespektrum beskikber wêze op hegere frekwinsjes, mar it byhearrende paadferlies sil kwaliteitsûntfangst net ynskeakelje. As in fierdere konsekwinsje fan Friss Transmission Equation, stel jo wurde frege oer 60 GHz antennes. As jo opmerke dat dizze frekwinsje heul heech is, kinne jo sizze dat it paadferlies te heech sil wêze foar kommunikaasje op lange berik - en jo binne absolút korrekt. By heul hege frekwinsjes (60 GHz wurdt soms oantsjutten as de mm (millimeterwelle) regio), is it paadferlies heul heech, sadat allinich punt-nei-punt kommunikaasje mooglik is. Dit bart as de ûntfanger en de stjoerder yn deselde keamer binne en nei elkoar stean. As fierdere útslach fan Friis Transmission Formula, tinke jo dat de mobile telefoanoperators bliid binne oer de nije LTE (4G) band, dy't wurket op 700MHz? It antwurd is ja: dit is in legere frekwinsje as antennes dy't tradisjoneel operearje, mar út fergeliking [2], konstatearje wy dat it paadferlies dêrom ek leger sil wêze. Dêrtroch kinne se "mear grûn dekke" mei dit frekwinsjespektrum, en in Verizon Wireless-bestjoerder neamde koartlyn dit "spektrum fan hege kwaliteit", krekt om dizze reden. Side-notysje: Oan 'e oare kant sille de fabrikanten fan mobile tillefoans in antenne mei in gruttere golflingte moatte passe yn in kompakt apparaat (legere frekwinsje = gruttere golflingte), sadat de baan fan' e antenne-ûntwerper wat komplisearre waard!

As lêste, as de antennes net polarisaasje oerienkomme, koe de boppesteande ûntfongen krêft wurde fermannichfâldige mei de Polarization Loss Factor (PLF) om dizze mismatch goed te rekkenjen. Fergeliking [2] hjirboppe kin feroare wurde om in generalisearre Friis Transmission Formule te produsearjen, dy't polarisaasjemismatch omfettet: