Kaasaegses infoühiskonnas naudime kõikjal levivat traadita ühendust. Mobiiltelefonikõned, WiFi-ühendus ja GPS-navigatsioon – nende imede peamine kangelane on pisike antenn . Antenn, mis toimib traadita side 'suu' ja 'kõrvadena', teostab kriitilise konversiooni vooluringi signaalidest elektromagnetlaineteks kosmoses.
Et hinnata, kas antenn on hea või halb, pole vaja keerulisi matemaatilisi valemeid; me lihtsalt peame mõistma mitut võtmerolli, mida nad mängivad. Kasutame igapäevaseid analoogiaid, et süveneda nelja põhimõõdikusse, mida antenni jõudluse mõõtmiseks kasutatakse.
Sissejuhatus: Antenni funktsioon – kahe maailma ühendamine
Antenn on põhimõtteliselt andur . See toimib nagu telefon, mille üks ots on ühendatud teie elektroonilise seadmega (rääkimine) ja teine ots on suunatud tohutu vaba ruumi poole (kuulamine ja rääkimine). Selle ülesanne on muundada tõhusalt mööda seadme sees olevat kaablit liikuvad elektrisignaalid õhus levivateks elektromagnetlaineteks ja vastupidi.
Antenni jõudluse mõistmiseks vaatleme peamiselt seda, kui selgelt see 'räägib', kui tundlikult see 'kuulab' ja kui 'pingutuseta' seda teisendust teostab.
Energia koondamise kunst: suund ja kasu
Peamised mõõdikud: võimendus ja suund
Võimendus on antenni kõige olulisem mõõdik; see mõõdab antenni võimet koondada energiat kindlas suunas.
Tavaline lambipirn (Omnidirectional Antenna): mitmesuunaline antenn jaotab signaalienergia ühtlaselt kõikides suundades, nagu tavaline lambipirn, mis valgustab tervet ruumi. Selle eeliseks on lai leviala – saate signaali vastu võtta olenemata suunast (nagu mobiiltelefoni sisseehitatud antenn). Puuduseks on see, et kuna energia on hajutatud, on signaali tugevus igas suunas madal, piirates vahemikku.
Fokuseeritud taskulamp (suure võimendusega antenn): suure võimendusega antenn on nagu fokuseeritud taskulamp; see ohverdab katvuse teistes suundades, et koondada valdav enamus energiast väga kitsasse nurka. Selle eeliseks on see, et signaal muutub selles konkreetses suunas äärmiselt tugevaks, võimaldades ülipika side (nagu satelliitantennid või suunatavad tugijaamaantennid).
Kokkuvõte: võimendust ei tekita antenn ise; pigem on see selle võime piiratud energia ümber jaotada . Mida suurem on võimendus, seda kitsam on kiire laius.
Energia säästmise saladus: kiirgusefektiivsus ('Lekkiv segisti')
Põhimõõdik: kiirgusefektiivsus (efektiivsus)
Antenni efektiivsus mõõdab antenni sisendenergia osakaalu kiirgusega elektromagnetlaineteks ., mis muundatakse raiskamise asemel
Lekkiv kraan: kui antenni juhitakse elektrienergiat, tekitavad antenni sees olevad metalljuhid takistuse tõttu soojust või energia neeldub materjalikadude tõttu. See on analoogne veega, mis lekib kraani august. See kaotatud energia muundatakse soojuseks ja see ei aita õhus olevale signaalile kaasa.
Suure tõhususega antenn: suure tõhususega antenn tähendab, et selle 'torustik' on hästi läbimõeldud ja minimaalse kaoga, tagades, et peaaegu kogu sisendvõimsus muudetakse tõhusaks signaaliks. Mobiilseadmete puhul on kõrge efektiivsus kriitilise tähtsusega, kuna see aitab pikendada aku kasutusaega.
Sujuv torujuhe: impedantsi sobitamine ('Veetoruühendus' sobib)
Põhimõõdik: pinge püsilaine suhe (VSWR) ja impedantsi sobitamine
Et signaal saaks kaablist (edastusliinist) sujuvalt antenni voolata, peavad kahe komponendi elektrilised omadused ühenduspunktis 'ühtuma' – seda nimetatakse impedantsi sobitamiseks..
Sobimatu torujuhtmeliides: kui antenni sisendtakistus ei ühti ülekandeliini iseloomuliku impedantsiga, on see nagu prooviks ühendada suur veetoru väikese pistikuga. Vesi (signaalienergia) peegeldub liidesel tagasi.
Signaali peegeldus: see peegeldunud energia ei lähe mitte ainult raisku, vaid võib ka saatjat häirida ja põhjustada . ülekandeliinil seisulaineid
Pinge püsilaine suhe (VSWR): VSWR on mõõdik, mida kasutatakse selle liidese sobivuse mõõtmiseks. Ideaalne 1:1 VSWR tähendab täiuslikku sobivust (ei peegeldu), samas kui suurem arv (nt 3:1 ) näitab rohkem signaali peegeldust ja suuremat energiaraiskamist.
Käepigistus: polarisatsioon (kokkulepitud 'asend')
Põhimõõdik: polarisatsioon
Polarisatsioon määrab suuna, milles elektromagnetlaine elektrivälja vektor ruumis võngub.
Kokkulepitud käepigistuse seisukoht: Et antenn saaks vastu võtta maksimaalset signaalienergiat, peab see kasutama sama või sobivat polarisatsiooni . saateantenniga Kui saateantenn kasutab vertikaalset polarisatsiooni (elektriväli on maapinnaga risti) ja vastuvõtuantenn kasutab horisontaalset polarisatsiooni, on see nagu kaks inimest, kes sirutavad oma käsi erineval viisil – nad ei saa edukalt 'kätt suruda'.
Polarisatsiooni mittevastavuse kadu: See polarisatsiooni ebaühtlus põhjustab signaali energia tugevat kadu, mida nimetatakse polarisatsiooni mittevastavuse kadudeks . Seetõttu peavad fikseeritud sidesüsteemides nii saatja kui ka vastuvõtja oma polarisatsioonisuunad rangelt kalibreerima.
Järeldus: kõige sobivam on parim
Antenni kujundamise kunst seisneb tasakaalustamises . nende mõõdikute
Mobiiltelefoni antennid peavad ohverdama kasu , saades vastutasuks igasuunalise leviala, suure tõhususe ja hea sobitamise , et saaksite helistada mis tahes asendis või asukohas.
Satelliidivastuvõtuantennidel on äärmiselt suur võimendus ja suund , kasutades võimsat 'taskulampi', et sihtida kauge signaaliallikat.
Pole olemas absoluutset 'parimat' antenni, on vaid kõige ' sobivam ' antenn. Nende põhinäitajate mõistmine annab teile võtme mis tahes traadita sidesüsteemi jõudluse hindamiseks.
