Антеннанын кабыл алуу кубаттуулугун эсептөөчү пайдалуу параметр болуп саналатнатыйжалуу аймакженатыйжалуу диафрагмаКабыл алуучу антенна менен бирдей поляризацияга ээ болгон тегиз толкун антеннага түшөт деп коёлу. Андан ары толкун антеннанын максималдуу нурлануу багыты боюнча (эң көп кубаттуулук алынуучу багыт) антеннага карай жылып баратат деп коёлу.

Андан кийиннатыйжалуу диафрагмапараметр берилген тегиз толкундан канча кубаттуулук алынганын сүрөттөйт.pтегиздик толкундун кубаттуулук тыгыздыгы болсун (Вт/м^2 менен). ЭгердеP_tантеннанын кабыл алгычына жеткиликтүү болгон антенна терминалдарындагы кубаттуулукту (Ватт менен) билдирет, андан кийин:

Демек, эффективдүү аянт жөн гана тегиз толкундан канча кубаттуулукту кармап, антенна тарабынан берилгенин көрсөтөт. Бул аянт антеннанын өзүнө мүнөздүү жоготууларын (омдук жоготуулар, диэлектрикалык жоготуулар ж.б.) эске алат.

Ар кандай антеннанын антеннанын эң жогорку күчтөндүрүүсүнө (G) карата эффективдүү диафрагманын жалпы катышы төмөнкүдөй берилет:

Натыйжалуу апертураны же эффективдүү аянтты чыныгы антенналардагы берилген эффективдүү апертурасы бар белгилүү антенна менен салыштыруу же өлчөнгөн күчөтүүнү жана жогорудагы теңдемени колдонуу менен эсептөө жолу менен өлчөөгө болот.

Тегиз толкундан алынган кубаттуулукту эсептөө үчүн эффективдүү диафрагма пайдалуу түшүнүк болот. Муну иш жүзүндө көрүү үчүн Фриис өткөрүү формуласынын кийинки бөлүмүнө өтүңүз.

Friis берүү теңдемеси

Бул бетте биз антенна теориясындагы эң негизги теңдемелердин бири болгон ... менен тааныштырабыз.Фриис берүү теңдемесиФриис берүү теңдемеси бир антеннадан алынган кубаттуулукту эсептөө үчүн колдонулат (күчөтүү менен)G1), башка антеннадан берилгенде (күчөтүү менен)G2), аралык менен бөлүнгөнRжана жыштыкта иштейтfже толкун узундугу лямбда. Бул баракчаны бир нече жолу окуп чыгууга арзыйт жана толук түшүнүктүү болушу керек.

Friis трансмиссия формуласынын туундусу

Фриис теңдемесин чыгарууну баштоо үчүн, аралык менен бөлүнгөн бош мейкиндиктеги (жакын жерде эч кандай тоскоолдуктар жок) эки антеннаны карап көрөлү.R:

Жалпы кубаттуулук ()Ватт берүүчү антеннага берилет деп коёлу. Азырынча берүүчү антенна бардык багытта, жоготуусуз жана кабыл алуучу антенна берүүчү антеннанын алыскы талаасында деп коёлу. Анда кубаттуулуктун тыгыздыгыp(бир чарчы метрге Ватт менен) кабыл алуучу антеннага түшкөн тегиз толкундун аралыгыRберүү антеннасынан төмөнкүлөр берилет:

1-сүрөт. Берүүчү (Tx) жана кабыл алуучу (Rx) антенналар төмөнкүчө бөлүнгөнR.

Эгерде өткөргүч антеннанын кабыл алуучу антеннанын багыты боюнча антеннанын күчөткүчү () менен берилген болсо, анда жогорудагы кубаттуулук тыгыздыгынын теңдемеси төмөнкүдөй болот:

Чыныгы антеннанын багыттуулугуна жана жоготууларына күчөтүү коэффициентинин факторлору. Эми кабыл алуучу антеннанын эффективдүү диафрагмасы төмөнкүчө берилген деп эсептейли( )Анда бул антенна ( ) алган кубаттуулук төмөнкүдөй берилет:

Анткени ар кандай антенна үчүн эффективдүү диафрагманы төмөнкүдөй түрдө көрсөтүүгө болот:

Натыйжада алынган кубаттуулукту төмөнкүдөй жазууга болот:

1-теңдеме

Бул Фриис өткөрүү формуласы катары белгилүү. Ал эркин мейкиндик жолунун жоголушун, антеннанын күчөшүн жана толкун узундугун кабыл алуу жана өткөрүү кубаттуулугу менен байланыштырат. Бул антенна теориясындагы фундаменталдык теңдемелердин бири жана аны эстен чыгарбоо керек (ошондой эле жогорудагы туунду).

Фриис өткөрүү теңдемесинин дагы бир пайдалуу формасы [2] теңдемеде берилген. Толкун узундугу жана жыштыгы f жарыктын ылдамдыгы c менен байланышкандыктан (жыштык барагына киришүүнү караңыз), бизде жыштык боюнча Фриис өткөрүү формуласы бар:

2-теңдеме

[2] теңдеме жогорку жыштыктарда көбүрөөк кубаттуулук жоголорун көрсөтүп турат. Бул Фриис берүү теңдемесинин негизги натыйжасы. Бул көрсөтүлгөн күчөтүүлөрү бар антенналар үчүн энергиянын берилиши төмөнкү жыштыктарда эң жогорку болот дегенди билдирет. Кабыл алынган кубаттуулук менен берилген кубаттуулуктун ортосундагы айырма жол жоготуусу деп аталат. Башкача айтканда, Фриис берүү теңдемеси жогорку жыштыктарда жол жоготуусу жогору экенин айтат. Фриис берүү формуласынан алынган бул натыйжанын маанисин ашыра айтууга болбойт. Ошондуктан уюлдук телефондор жалпысынан 2 ГГцден аз жыштыкта иштейт. Жогорку жыштыктарда көбүрөөк жыштык спектри болушу мүмкүн, бирок ага байланыштуу жол жоготуусу сапаттуу кабыл алууга мүмкүндүк бербейт. Фриис берүү теңдемесинин дагы бир натыйжасы катары, сизден 60 ГГц антенналар жөнүндө сурашты дейли. Бул жыштык абдан жогору экенин эске алуу менен, жол жоготуусу узак аралыкка байланыш үчүн өтө жогору болот деп айта аласыз - жана сиз таптакыр туура айтасыз. Өтө жогорку жыштыктарда (60 ГГц кээде мм (миллиметрдик толкун) аймагы деп аталат) жол жоготуусу өтө жогору, андыктан чекиттен чекитке байланыш гана мүмкүн. Бул кабыл алгыч жана өткөргүч бир бөлмөдө жана бири-бирине караган учурда болот. Friis Transmission Formulaнын дагы бир натыйжасы катары, сиздин оюңузча, уюлдук телефон операторлору 700 МГц жыштыкта иштеген жаңы LTE (4G) диапазонуна ыраазыбы? Жооп ооба: бул антенналар салттуу түрдө иштегенге караганда төмөнкү жыштык, бирок [2] теңдемеден улам, жолдун жоголушу да төмөн болорун байкайбыз. Демек, алар бул жыштык спектри менен "көбүрөөк жерди камтый" алышат жана Verizon Wireless компаниясынын жетекчиси жакында эле муну дал ушул себептен улам "жогорку сапаттагы спектр" деп атады. Кошумча эскертүү: Башка жагынан алганда, уюлдук телефон өндүрүүчүлөр компакттуу түзмөккө чоңураак толкун узундугундагы антеннаны орнотушу керек болот (төмөнкү жыштык = чоңураак толкун узундугу), ошондуктан антенна дизайнеринин иши бир аз татаалдашып кетти!

Акырында, эгерде антенналар поляризацияга дал келбесе, жогорудагы алынган кубаттуулукту бул дал келбестикти туура эсепке алуу үчүн поляризацияны жоготуу коэффициентине (ПЖК) көбөйтүүгө болот. Жогорудагы [2] теңдемени поляризациянын дал келбестиги камтылган жалпыланган Фриис берүү формуласын алуу үчүн өзгөртүүгө болот: