Wat is de effektive diafragma fan in antenne?
Deeffektive diafragma fan in antenne, ek wol neamdeffektyf gebiet (Ae), beskriuwt hoe effektyf in ûntfangende antenne stroom fan in ynfallende elektromagnetyske weach opfangt. It is in lykweardich ûntfangend gebiet, net needsaaklik de fysike iepening fan 'e antenne.
Foar in polarisaasje-oerienkommende flakweach dy't komt út 'e rjochting fan maksimale ûntfangst, keppelet de effektive apertuer de ynfallende krêfttichtens oan it krêft dat beskikber is by de antenne-terminals.
If Sis de ynfallende krêftdichtheid yn W/m2enPris it beskikbere ûntfongen fermogen yn watt, dan:
Pr= SAe
In gruttere effektive diafragma sammelet mear krêft út itselde ynfalfjild, mits de oankomstrjochting en polarisaasje op elkoar ôfstimd binne.
Effektive diafragma hâldt rekken mei strielingseffisjinsje en oare antenneferliezen, ynklusyf gelieder- en diëlektryske ferliezen. It mjit dêrom brûkbere ûntfangstprestaasjes ynstee fan allinich fysike grutte. Diafragmaeffisjinsje, impedânsjemismatch en polarisaasjemismatch kinne allegear it fermogen dat oan 'e ûntfanger wurdt levere ferminderje.
Effektive Aperture Formule en Antenne Winst
De maksimale effektive apertuer fan elke antenne is relatearre oan syn fersterkingGen golflingteλtroch:
Ae= Gλ2/(4π)
Brûk fersterking as in lineêre ferhâlding, net dBi, yn dizze fergeliking. Konvertearje fersterking meiG = 10G(dBi)/10Omdat golflingte gelyk isc/f, effektive diafragma nimt ôf mei tanimmende frekwinsje as de fersterking konstant hâlden wurdt.
Omkeard kinne antennes mei deselde fysike diafragma in hegere winst berikke by koartere golflingten as de diafragma-effisjinsje fergelykber bliuwt. Dizze relaasje helpt yngenieurs om ûntfangstmooglikheden oer ferskate frekwinsjes te fergelykjen.
Hoe effektive diafragma wurdt bepaald
Effektive diafragma kin berekkene wurde út mjitten fersterking, bepaald troch ferliking mei in referinsjeantenne, of ôflaat wurde fan kalibrearre ûntfangstfermogenmjittingen. It resultaat is nuttich yn keppelingsbudzjetten, antennemjittingen en skattingen fan systeemgefoelichheid.
Foar mjitapplikaasjes, ferkenne RF MISO'sstandert fersterking hoarnantennes, dy't bekende winst leverje oer spesifike frekwinsjebannen.
Mei help fan effektive apertuer yn 'e Friis-oerdrachtfergeliking
DeFriis-oerdrachtfergelikingferbynt útstjoerde krêft, antennewinst, golflingte en skiedingsôfstân yn in frije romte fierfjildferbining. Foar stjoerderwinstGt, ûntfangerwinstGr, golflingteλen ôfstânR, it skat it beskikbere fermogen by de ûntfangende antenne.
Mei help fanPr= SAemakket de rol fan ûntfangst effektive aperture eksplisyt: de stjoerantenne stelt de krêfttichtens by de ûntfanger fêst, en de ûntfangende antenne konvertearret in diel fan dat fjild yn terminalkrêft.
It ôfliede fan 'e Friis-oerdrachtformule
Beskôgje twa antennes dy't op ôfstân skieden binneRyn in ûnbehindere frije romte. De ûntfangende antenne moat yn it fiere fjild fan 'e stjoerder wêze, en de antennes moatte yn rjochting en polarisaasje ôfstimd wêze.
If Ptwatt wurde levere oan in ideale isotropyske stjoerantenne, ferspriedt de krêft him oer it oerflak fan in bol. Op ôfstânR, de ynfallende krêftdichtheid is:
Figuer 1. Stjoer- (Tx) en ûntfange- (Rx) antennes skieden trochR.
Foar in praktyske stjoerantenne mei fersterkingGtnei de ûntfanger ta nimt de ynfallende krêfttichtens ta mei dy fersterkingsfaktor:
As de ûntfangende antenne in effektive diafragma hatAe, it beskikbere ûntfongen fermogen is de ynfallende krêftdichtheid fermannichfâldige meiAe:
It ferfangen fan de fersterking-aperture-relaasje foar de ûntfangende antenne jout:
De ûntfongen krêft kin dêrom skreaun wurde yn 'e bekende frije-romtefoarm:
Fergeliking 1.Friis oerdracht fergeliking yn termen fan golflingte.
Fergeliking 1hat betrekking op transmissiefermogen, antennewinsten, golflingte en skiedingsôfstân. It is jildich foar propagaasje yn frije romte yn 'e sichtline yn it fiere fjild. Echte systemen fereaskje ekstra termen foar kabelferlies, ferbiningferlies, wiisflater, atmosfearyske ferswakking en oare propagaasjeeffekten.
Frekwinsjefoarm fan 'e Friis-fergeliking
Omdatλ = c/f, kin de fergeliking ek útdrukt wurde yn termen fan frekwinsje:
Fergeliking 2.Friis-oerdrachtfergeliking yn termen fan frekwinsje.
Hoe frekwinsje ynfloed hat op ûntfongen krêft
As antennewinsten en ôfstân konstant hâlden wurde, foarseit de Friis-fergeliking in leger ûntfongen fermogen as de frekwinsje tanimt, om't de golflingte koarter wurdt. Dizze ferliking giet út fan deselde winstwearden by elke frekwinsje.
Foar antennes mei in fêste fysike iepening nimt de fersterking lykwols oer it algemien ta as de golflingte ôfnimt. Hegefrekwinsje- en millimetergolfferbiningen kinne dêrom sterke prestaasjes berikke mei rjochtingsantennes mei hege fersterking, mits it ferbiningsbudzjet ek rekken hâldt mei richtnauwkeurigens, atmosfearyske absorpsje, rein en hardwareferliezen.
Brûk de Friis-fergeliking as in frije-romte-referinsje ynstee fan in folslein propagaasjemodel. It giet út fan fierfjildoperaasje, in ûnbelemmerde sichtline en korrekt ôfstimde antennes.
Polarisaasjemismatch
As de stjoer- en ûntfangende antennes net polarisaasje-oerienkomme, fermannichfâldigje dan it ideale ûntfongen fermogen mei de polarisaasjeferliesfaktor (PLF). Foar normalisearre polarisaasjefektoaren farieart PLF fan 0 oant 1; in wearde fan 1 stiet foar perfekte oerienkomst. De generalisearre foarm hjirûnder omfettet dizze mismatchterm.
Fergeliking 3.Generalisearre Friis-transmissiefergeliking ynklusyf polarisaasjemismatch.
Wichtige punten
- Effektive apertuer konvertearret ynfallende krêfttichtens yn beskikbere ûntfongen krêft.
- Foar winstGen golflingteλ, Ae= Gλ2/(4π).
- Brûk lineêre fersterking, net dBi, yn apertuer- en Friis-berekkeningen.
- Friis jildt foar keppelings yn frije romte op fier fjild, yn sichtline; praktyske keppelingsbudzjetten fereaskje ekstra ferliezen.
RF MISO leveretstandert fersterking hoarnantennesen oare RF-antenne-oplossingen foar mjitting, kalibraasje en systeemyntegraasje.Kontakt RF MISOom frekwinsjeberik, fersterking en ynterface-easken te besprekken.
E-post:info@rf-miso.com
Telefoan: 0086-028-82695327
Pleatsingstiid: Jan-08-2024
