Sa modernong lipunan ng impormasyon, nasisiyahan kami sa lahat ng mga wireless na koneksyon. Mga tawag sa cell phone, Wi-Fi internet access, at GPS navigation—ang pangunahing bayani sa likod ng mga himalang ito ay ang maliit na antenna . Nagsisilbing 'bibig' at 'tainga' ng wireless na komunikasyon, ginagawa ng antenna ang kritikal na conversion mula sa mga signal ng circuit patungo sa mga electromagnetic wave sa kalawakan.
Upang suriin kung ang isang antena ay mabuti o masama, hindi namin kailangan ng mga kumplikadong mathematical formula; kailangan lang nating maunawaan ang ilang mahahalagang tungkuling ginagampanan nila. Gumamit tayo ng mga pang-araw-araw na pagkakatulad upang suriin ang apat na pangunahing sukatan na ginagamit upang sukatin ang pagganap ng antenna.
Panimula: Ang Tungkulin ng Antenna — Pag-uugnay sa Dalawang Mundo
Ang isang antena ay pangunahing isang transduser . Ito ay kumikilos tulad ng isang telepono, na ang isang dulo ay konektado sa iyong elektronikong aparato (nagsasalita) at ang kabilang dulo ay nakaharap sa malawak na espasyo (pakikinig at pagsasalita). Ang trabaho nito ay upang mahusay na i-convert ang mga de-koryenteng signal na naglalakbay kasama ang isang cable sa loob ng aparato sa mga electromagnetic wave na nagpapalaganap sa hangin, at kabaliktaran.
Upang maunawaan ang pagganap ng isang antenna, pangunahing tinitingnan namin kung gaano ito kalinaw 'nagsasalita,' kung gaano ito kasensitibo 'nakikinig,' at kung paano ito 'walang kahirap-hirap' ginagawa ang conversion na ito.
Ang Sining ng Konsentrasyon ng Enerhiya: Direksyon at Pagkamit
Mga Pangunahing Sukatan: Gain at Direktibidad
Ang pakinabang ay ang pinakamahalagang sukatan para sa isang antenna; sinusukat nito ang kakayahan ng antena na mag-concentrate ng enerhiya sa isang partikular na direksyon.
Ang Ordinaryong Bulb ng Ilaw (Omnidirectional Antenna): Ang isang omnidirectional antenna ay namamahagi ng enerhiya ng signal nang pantay-pantay sa lahat ng direksyon, tulad ng isang karaniwang bumbilya na nag-iilaw sa buong silid. Ang benepisyo ay malawak na saklaw—maaari mong matanggap ang signal anuman ang iyong direksyon (tulad ng antenna na nakapaloob sa iyong cell phone). Ang disbentaha ay dahil ang enerhiya ay nakakalat, ang lakas ng signal sa anumang solong direksyon ay mababa, na nililimitahan ang saklaw.
Ang Nakatuon na Flashlight (High-Gain Antenna): Ang isang high-gain na antenna ay parang nakatutok na flashlight; isinakripisyo nito ang saklaw sa ibang mga direksyon upang ituon ang karamihan ng enerhiya sa isang napakakitid na anggulo. Ang bentahe ng paggawa nito ay ang signal ay nagiging napakalakas sa partikular na direksyon na iyon, na nagpapagana ng ultra-long-distance na komunikasyon (tulad ng mga satellite dish o directional base station antenna).
Buod: Ang gain ay hindi nilikha ng antenna mismo; sa halip, ito ay ang kakayahan nitong muling maglaan ng may hangganang enerhiya . Kung mas mataas ang nakuha, mas makitid ang beamwidth.
Ang Sikreto sa Pagtitipid ng Power: Radiation Efficiency ('The Leaky Faucet')
Pangunahing Sukatan: Kahusayan ng Radiation (Kahusayan)
Sinusukat ng Antenna Efficiency ang proporsyon ng electrical power input sa antenna na tunay na na-convert sa radiated electromagnetic waves , sa halip na masayang.
Ang Leaky Faucet: Kapag ang kuryente ay ipinasok sa antenna, ang mga metal na conductor sa loob ng antenna ay bumubuo ng init dahil sa resistensya, o ang enerhiya ay nasisipsip dahil sa mga pagkalugi ng materyal. Ito ay kahalintulad sa pagtagas ng tubig mula sa isang butas sa isang gripo. Ang nawalang enerhiya na ito ay na-convert sa init at hindi nakakatulong sa signal sa hangin.
High-Efficiency Antenna: Ang ibig sabihin ng high-efficiency antenna ay ang 'piping' nito ay mahusay na idinisenyo na may kaunting pagkawala, na tinitiyak na halos lahat ng input power ay na-convert sa isang epektibong signal. Para sa mga mobile device, mahalaga ang mataas na kahusayan dahil nakakatulong ito na patagalin ang buhay ng baterya.
Smooth Pipeline: Impedance Matching (Ang 'Water Pipe Connection' Fit)
Pangunahing Sukatan: Voltage Standing Wave Ratio (VSWR) at Impedance Matching
Upang payagan ang signal na dumaloy nang maayos mula sa cable (linya ng paghahatid) papunta sa antenna, ang mga katangiang elektrikal ng dalawang bahagi sa punto ng koneksyon ay dapat na 'magtugma'—ito ay tinatawag na impedance matching.
Hindi tugmang Interface ng Pipeline: Kung ang input impedance ng antenna ay hindi tumutugma sa katangian ng impedance ng transmission line, ito ay parang sinusubukang ikonekta ang isang malaking tubo ng tubig sa isang maliit na connector. Ang tubig (enerhiya ng signal) ay makikita pabalik sa interface.
Signal Reflection: Ang masasalamin na enerhiya na ito ay hindi lamang nasasayang ngunit maaari ring makagambala sa transmitter at maging sanhi ng mga nakatayong alon sa linya ng paghahatid.
Voltage Standing Wave Ratio (VSWR): Ang VSWR ay ang sukatan na ginagamit upang sukatin kung gaano kahusay ang interface na ito 'kasya.' Ang perpektong 1:1 VSWR ay nangangahulugang isang perpektong tugma (walang pagmuni-muni), habang ang isang mas mataas na numero (hal, 3:1 ) ay nagpapahiwatig ng higit pang signal reflection at mas malaking pag-aaksaya ng enerhiya.
The Handshake Posture: Polarization (The Agreed-Upon 'Stance')
Pangunahing Sukatan: Polarisasyon
Tinutukoy ng polarization ang direksyon kung saan nag-o-oscillate ang electromagnetic wave ng electric field vector sa kalawakan.
Ang Napagkasunduang Paninindigan sa Pakikipagkamay: Para sa isang antenna na makatanggap ng pinakamataas na dami ng enerhiya ng signal, dapat itong gumamit ng pareho o isang katugmang polarisasyon bilang ang transmitting antenna. Kung ang transmitting antenna ay gumagamit ng vertical polarization (ang electric field ay patayo sa lupa) at ang receiving antenna ay gumagamit ng horizontal polarization, ito ay parang dalawang tao na nag-aabot ng kanilang mga kamay sa magkaibang paraan—hindi sila maaaring matagumpay na 'shake hands.'
Polarization Mismatch Loss: Ang hindi pagkakapare-pareho sa polarization ay humahantong sa isang matinding pagkawala ng signal energy, na kilala bilang polarization mismatch loss . Samakatuwid, sa mga nakapirming sistema ng komunikasyon, dapat na mahigpit na i-calibrate ng transmitter at receiver ang kanilang mga direksyon ng polarization.
Konklusyon: Ang Pinaka Angkop ay ang Pinakamahusay
Ang sining ng disenyo ng antenna ay nakasalalay sa pagbabalanse sa mga sukatang ito.
ng mga antenna ng mobile phone Dapat isakripisyo ang pakinabang kapalit ng omnidirectional coverage, mataas na kahusayan, at mahusay na pagtutugma upang matiyak na makakatawag ka sa anumang postura o lokasyon.
Ang mga satellite receiving antenna ay humahabol sa napakataas na pakinabang at direksyon , gamit ang isang malakas na 'flashlight' upang magpuntirya sa isang malayong pinagmumulan ng signal.
Walang ganap na 'pinakamahusay' na antenna, tanging ang pinaka' angkop na ' antenna. Ang pag-unawa sa mga pangunahing sukatan na ito ay nagbibigay sa iyo ng susi sa pagsusuri sa pagganap ng anumang wireless na sistema ng komunikasyon.
