Անլար կապի ընդարձակ հարթության մեջ ալեհավաքը, որպես անփոխարինելի կրիտիկական բաղադրիչ, ծառայում է որպես կամուրջ, որը կապում է տեղեկատվական աշխարհը: Դրա ներկայացումը ուղղակիորեն թելադրում է հաղորդակցության որակը: Ալեհավաքի շահույթի, բեւեռացման եւ թողունակության երեք հիմնական ցուցանիշները նման են կամուրջի անկյունաքարերին, որոնք հիմնվելով ալեհավաքի ֆունկցիոնալության վրա: Այս երեք ցուցանիշների խորը հասկացողությունը անլար կապի համակարգերի օպտիմալացման եւ ազդանշանային փոխանցման եւ ընդունելության որակի բարձրացման համար: Ստորեւ ներկայացանք այս հիմնական ցուցիչներից յուրաքանչյուրը հաջորդաբար:
I. ANTENNA GAIN. «Կենտրոնանալ մեխանիզմը» ազդանշանի կենտրոնացման համար
(1) շահի սահմանում եւ իմաստավորում
Ալեհավաքի շահույթը առանցքային մետրային է, որ քանակականորեն բնութագրվում է այն չափը, որով ալեհավաքի խտանյութերը եւ ճառագայթում է մուտքային հզորությունը: Կապի տեսանկյունից այն արտացոլում է ալեհավաքի արդյունավետությունը որոշակի ուղղության մեջ ազդանշաններ ստեղծելու մեջ: Իդեալական սցենարում իզոտոպային ռադիատորը `էլեկտրաէներգիայի միասնական բաշխմամբ, ճառագայթում է տարածության մեջ ամենակարող էներգիան: Նման ռադիատորի համար շահույթը սահմանվում է որպես 1, համարժեք է 0DB- ին, երբ արտահայտվում են դեցիբելներում: Այնուամենայնիվ, գործնական ալեհավաքները, մանրակրկիտորեն մշակված կառույցների միջոցով, շեղվում են ճառագայթման այս միասնական օրինակից, ճշգրիտ ուղղություններով ճառագայթահարման համար ռազմավարական կենտրոնացվող էներգիան, դրանով իսկ հասնելով իդեալական կետի ալեհավաքի վերադասին:
Մաթեմատիկորեն, ալեհավաքի շահույթը իրական հակաբեղմնավորմամբ առաջացած դաշտի ինտենսիվության հրապարակում է, որը արտադրվում է նույն տարածական կետում իդեալական ճառագայթային տարրով, տրված հավասար մուտքային հզորությամբ, այսինքն, իշխանափոխությունը: Օրինակ, տարածական կետում որոշակի ինտենսիվության ազդանշան ստեղծելու համար իդեալական ճառագայթման աղբյուրը կարող է անհրաժեշտություն ունենալ 126W մուտքային հզորություն: 18DBD- ի շահույթով ալեհավաք օգտագործելիս հաշվարկները ցույց են տալիս, որ նույն արդյունքի հասնելու համար բավարարված է մուտքագրման հզորությունը: Սա վառ պատկերում է ալեհավաքի շահույթի 'ուժեղացման նման ' ազդեցությունը: Կարեւորը, այս «ուժեղացումը» չի ենթադրում ազդանշանային էներգիայի իրական աճ, ինչպես ակտիվ սխեմաներում, այլ էներգիայի ավելի արդյունավետ ուղղորդման հատկացում:
(2) շահույթի հաշվարկման մեթոդներ
Ակտիվ ալեհավաքի շահույթի հաշվարկը պարզ թվաբանական գործընթաց չէ. Դա հրահանգիչի գործակիցի եւ ալեհավաքի արդյունավետության արդյունք է: Ուղղչության գործակիցը քանակականացնում է ալեհավաքի ճառագայթային ինտենսիվության հարաբերակցությունը իր առավելագույն ճառագայթման ուղղությամբ իդեալական կետի աղբյուրի ալեհավաքի ճառագայթային ինտենսիվության, ինտուիտիվորեն ցույց տալով ալեհավաքի կարողությունները որոշակի ուղղությամբ էներգիա կենտրոնացնելու համար: Ալեհավաքի արդյունավետությունը հաշվի է առնում էներգիայի անխուսափելի կորուստները ճառագայթված ուժի մուտքի ուժի փոխարկման ընթացքում, ինչպիսիք են ալեհավաքի դիմադրողական հատկություններից բխող ջերմային կորուստները:
Տարբեր ալեհավաքի տեսակներն օգտագործում են հստակ ձեռքբերման հաշվարկման մեթոդաբանություններ: Ընդհանուր պարաբոլիկ ալեհավաքի համար շահույթը կարող է մոտավոր լինել `օգտագործելով Formula G (DBI) = 10LG {4.5 × ²: Ուղղահայաց օմիդիրեկտուալ ալեհավաքի շահույթը կարելի է գնահատել G (DBI) = 10LG {2L / λ0}, L- ով `ներկայացնելով ալեհավաքի երկարությունը: Բացի այդ, շահույթը կարող է հաշվարկվել երկու հիմնական ինքնաթիռներում (3DB) ճառագայթների հիման վրա (էլեկտրոնային ինքնաթիռ եւ H- ինքնաթիռ) `օգտագործելով Formula G (DBI) = 10LG, E եւ 2 կետ 2DB, H- ն` համապատասխան հիմնական ինքնաթիռներում, եւ 32000-ը նաեւ էմպիրիկ տվյալներ է:
(3) շահի գործնական դիմումներ
Երկար հեռավորության վրա հաղորդակցման սցենարներում բարձրորակ ալեհավաքներ, որոնք պետք է ճշգրիտ գործիքներ ունենան, կենսական դեր են խաղում: Վերցրեք արբանյակային հաղորդակցություն. Արբանյակների եւ ցամաքային կայանների միջեւ զգալի հեռավորությունը հանգեցնում է ազդանշանային զգալի թուլացմանը փոխանցման ընթացքում: Այստեղ բարձր շահագործման ալեհավաքները կարող են ինտենսիվորեն կենտրոնացնել ազդանշանային էներգիան, հնարավորություն տալով այն շրջանցել հսկայական տարածական հեռավորությունները եւ ճշգրիտ հասնել նպատակային ստացողին: Միկրոալիքային վառելիքի հաղորդակցության մեջ բարձր շահավետ ալեհավաքները ապահովում են, որ ազդանշանները պահպանում են բավարար ուժ, երկարատեւ փոխանցման ուղու վրա, հեշտացնում են կայուն եւ հուսալի հաղորդակցման հղումները:
Ընդհակառակը, կարճաժամկետ հաղորդակցման միջավայրում, ինչպիսիք են ներսի անլար ծածկույթը, իրավիճակը տարբերվում է: Բարդ փակ պայմանագիրը պահանջում է տարբեր ազդանշանային բաշխում տարբեր ուղղություններով օգտվողներին տարբեր վայրերում սպասարկելու բազմաթիվ ուղղություններով: Հետեւաբար, ցածր շահույթը, ամենատարածված ալեհավաքները հիմնականում օգտագործվում են: Այս ալեհավաքները գործում են ազդանշանային տարածիչների նման. Չնայած ցանկացած մեկ ուղղությամբ ազդանշանի ուժը համեմատաբար համեստ է, նրանք կարող են ճառագայթել ազդանշանները `սահմանված սահմաններում, ապահովելով կայուն օգտագործողների համեմատաբար միասնական ազդանշանային ծածկույթ:
II. Էլենայի բեւեռացում. Էլեկտրամագնիսական ալիքների «տարածական կողմնորոշումը»
(1) բեւեռացման սահմանում եւ էություն
Բեւեռացումը ֆիզիկական քանակ է, որը ճշգրիտ նկարագրում է էլեկտրամագնիսական ալիքների էլեկտրական դաշտի վեկտորի տարածական կողմնորոշումը, խորապես բացահայտելով ալեհավաքի ճառագայթված ալիքների էլեկտրական դաշտային ուղղության ժամանակավոր փոփոխության մասին օրենքը: Մանրադիտակային տեսանկյունից բեւեռացումը արտացոլում է տարածության մեջ էլեկտրական դաշտի վեկտորի ռոտացիոն ռեժիմը եւ կողմնորոշիչ բնութագրերը, գույք, որը խորը ազդեցություն է թողնում ալեհավաքի ազդանշանային փոխանցման եւ ընդունելության հնարավորությունների վրա:
(2) բեւեռացման տեսակների վերլուծություն
Ալեհավաքի բեւեռացումը ներառում է երեք հիմնարար կատեգորիաներ. Գծային բեւեռացում, շրջանաձեւ բեւեռացում եւ էլիպսաձեւ բեւեռացում: Գծային բեւեռացումը հետագայում բաժանվում է հորիզոնական եւ ուղղահայաց բեւեռացման: Ուղղահայաց բեւեռացված ալիքը ունի իր էլեկտրական դաշտային ուղղությունը ուղղահայաց գետնին, իսկ հորիզոնական բեւեռացված ալիքը գետնին զուգահեռ ունի էլեկտրական դաշտի ուղղություն: Բացի այդ, բեւեռացումները 45 ° -ով գետնին, ինչպիսիք են + 45 ° կամ -45 °, ընկնում են գծային բեւեռացման կատեգորիայի ներքո: Շրջանաձեւ բեւեռացումը դասակարգվում է ձախ շրջանաձեւ բեւեռացման եւ աջ ձեռքի շրջանաձեւ բեւեռացման վրա, ելնելով էլեկտրական դաշտի վեկտորի ռոտացիոն ուղղության վրա, որի տարածական հետագիծը շրջանաձեւ է: Էլիպտիկ բեւեռացումը ավելի ընդհանուր ձեւ է, գծային եւ շրջանաձեւ բեւեռացման առանձնահատկությունները, էլեկտրական դաշտի վեկտորի հետ, որը տարածում է էլիպսաձեւ ճանապարհ: Թե շրջանաձեւ, եւ գծային բեւեռացումները կարելի է համարել հատուկ պայմաններով էլիպսայական բեւեռացման հատուկ դեպքեր:
(3) տարբեր ոլորտներում բեւեռացման դիմումի օրինակներ
Ռադիոյի եւ հեռուստատեսության հեռարձակման մեջ հաճախ ընդունվում է ուղղահայաց բեւեռացում `կայուն տարածքի ազդանշանային ծածկույթ ապահովելու համար: Դա այն է, որ ուղղահայաց բեւեռացված ալիքները համեմատաբար ավելի քիչ ենթակա են հողի արտացոլման եւ բազմապատկման ազդեցության տարածման ընթացքում, հնարավորություն տալով կայուն ազդանշանային փոխանցում:
Բջջային կապի բազան ալեհավաքները հիմնականում օգտագործում են հորիզոնական բեւեռացումը կամ 45 ° խաչաձեւ բեւեռացումը: Հորիզոնական բեւեռացումը առաջարկում է առավելությունները մեղմացնել համահեղափոխական միջամտությունը, մինչդեռ 45 ° խաչաձեւ բեւեռացումը ավելի լավ է հարմարվում բջջային կապի բարդ եւ դինամիկ միջավայրին, ուժեղացնելով տարբեր ուղղություններից եւ հաղորդակցական համակարգի հուսալիությունն ու կարողությունների բարելավումը:
Արբանյակային հաղորդակցության մեջ նախընտրում են շրջանաձեւ բեւեռացված ալեհավաքները: Տիեզերքում արբանյակների շարունակական վերաբերմունքի տատանումների եւ ազդանշանային տարածման ընթացքում տարբեր բարդ գործոնների միջամտության շնորհիվ շրջանաձեւ բեւեռացված ալեհավաքները կարող են արդյունավետորեն նվազեցնել բեւեռացման անհամապատասխանության հետեւանքով առաջացած ազդանշանի կորուստը, ապահովելով արբանյակների եւ ցամաքային կայանների միջեւ:
RFID համակարգերում կարեւոր են նաեւ շրջանաձեւ բեւեռացված ալեհավաքները: Դրանք հնարավորություն են տալիս տարբեր կողմնորոշումների մեջ ցուցաբերումների արդյունավետ նույնականացում, զգալիորեն բարձրացնելով համակարգի ճանաչման արդյունավետությունը եւ ճշգրտությունը եւ ուժեղ աջակցություն ցուցաբերել բազմաթիվ դիմումի սցենարների, ինչպիսիք են լոգիստիկայի կառավարման եւ մուտքի կառավարման համակարգերը:
III. Անտենայի թողունակություն. «Հաճախականության միջակայքը» արդյունավետ շահագործման համար
(1) թողունակության սահմանում
Ալեհավաքի թողունակությունը վերաբերում է հաճախականության տիրույթին, որի շրջանակներում ալեհավաքը կարող է արդյունավետ գործել: Այս միջակայքում ալեհավաքը բավարարում է կատարման կանխորոշված չափանիշները, ներառյալ շահույթը, կանգնած ալիքի հարաբերակցությունը եւ բեւեռացման բնութագրերը: Այն ծառայում է որպես հաճախականության խումբ, որտեղ տարբեր հաճախականությունների ազդանշանները կարող են փոխանցվել եւ ստացվել, ալեհավաքով `ապահովելով բարենպաստ միջավայր այս գործընթացների համար:
(2) թողունակության տեսակների տարբերակում
Ալեհավաքի թողունակության ընդհանուր սահմանումները ներառում են բացարձակ թողունակություն եւ հարաբերական թողունակություն: Բացարձակ թողունակությունը ալեհավաքի գործառնական հաճախականության տիրույթի վերին եւ ստորին սահմանների միջեւ տարբերությունն է, այնպիսի միավորներ, ինչպիսիք են Hertz (HZ), Kilohertz (Khz) կամ Megahertz (MHz): Օրինակ, 1 ԳՀց-ից 2 ԳՀց գործարկվող ալեհավաքը 1ghz- ի բացարձակ թողունակությունն ունի: Հարաբերական թողունակությունը կենտրոնի հաճախականության բացարձակ թողունակության հարաբերությունն է, որը սովորաբար արտահայտվում է որպես տոկոս: Կենտրոնի հաճախականությունը կարող է հաշվարկվել `օգտագործելով թվաբանական միջին, Fenters = (FMAX + FMIN) / 2, կամ երկրաչափական միջին, որն ավելի տարածված է լոգարիթմական մասշտաբով, Fenter = Sqrt (FMax⋅fmin): Հարաբերական թողունակությունը կարող է հաշվարկվել նաեւ որպես BWRel = 2 * (FMAX - FMIN) / (FMAX + FMIN) × 100%: Ընդհանրապես, նեղ ցանցի ալեհավաքները ունեն 5% -ից պակաս թողունակություն, լայնաշերտ ալեհավաքները տատանվում են 5% -ից 25% -ից, իսկ ծայրահեղ լայնածավալ ալեհավաքները գերազանցում են 25% -ը:
3) տարբեր սցենարներում թողունակության կիրառման պահանջները
Նափարակավոր ալեհավաքները, իրենց ուժեղ հաճախականության ընտրության պատճառով, աշխատում են կապի համակարգերում, որոնք պահանջում են բարձր հաճախականության ճշգրտություն: Օրինակ, ռադիոյի եւ հեռուստատեսության փոխանցման դեպքում, որտեղ գործող հաճախությունները համեմատաբար ֆիքսված են, նեղ ցանցի ալեհավաքները ապահովում են կայուն ազդանշանային փոխանցում հատուկ հաճախականություններում, խուսափելով այլ հաճախականության ազդանշանների միջամտությունից: Միջոցառվող անլար կապի համակարգեր, ինչպիսիք են որոշակի արդյունաբերական հսկողության տիրույթներում, որոնք ունեն հաճախականության կայունության եւ միջամտության անձեռնմխելիության խիստ պահանջներ, օգուտ են քաղում նաեւ նեղ ցանցի ալեհավաքներից:
Լայնաշերտ ալեհավաքները հարմար են հաղորդակցման բարդ սցենարների համար, որոնք պահանջում են բազմակի հաճախականության կապանքների լուսաբանում: Բջջային կապի բազային կայաններում զարգացող հաղորդակցման տեխնոլոգիան անհրաժեշտ է աջակցել բազմաշերտ ազդանշանային փոխանցմանը `բազմազան օգտագործողի եւ ծառայության պահանջների բավարարման համար: Լայնաշերտ ալեհավաքները պահպանում են բավարար կատարողականությունը լայն հաճախականության միջակայքում, ապահովելով արդյունավետ հաղորդակցություն բազային կայանների եւ տարբեր տերմինալային սարքերի միջեւ: Նմանապես, անլար տեղական տարածքի ցանցերը (WLAN) ապավինում են լայնաշերտ ալեհավաքները `տարբեր ստանդարտների եւ հաճախականության կապանքների անլար սարքեր տեղավորելու համար, որոնք առաջարկում են օգտվողներ հարմարավետ եւ արագ ցանցի միացում:
Ուլտրամանուշակագույն ալեհավաքները յուրահատուկ դեր են խաղում ռադարների հայտնաբերման մեջ: Նրանց չափազանց լայն թողունակությունը ապահովում է բարձր լուծման նպատակային հայտնաբերման հնարավորություններ, հնարավորություն ընձեռելով թիրախային դիրքի, ձեւի եւ շարժման կարգավիճակի ճշգրիտ նույնականացում: Կարճ հեռավորության վրա գերարագ հաղորդակցման մեջ, ինչպիսիք են փակ գերարագ տվյալների փոխանցումը, ուլտրամանուշակագույն ցանցի ալեհավաքները լծում են իրենց մեծ թողունակությունը `վայրկյանում մի քանի գիգաբիտների տվյալների տեմպերի հասնելու համար:
IV. Երեք ցուցանիշների փոխկապակցված եւ համապարփակ դիտարկումը
Ալեհավաքի ձեռքբերման, բեւեռացման եւ թողունակության երեք հիմնական ցուցանիշները մեկուսացված չեն. դրանք փոխկապակցված եւ փոխադարձ ազդեցիկ են: Այս ցուցանիշների մեջ ալեհավաքի դիզայնը պահանջում է զգույշ առեւտրի եւ օպտիմալացում:
Ալեհավաքի շահույթը սովորաբար ներառում է ճառագայթային ճառագայթների նեղացում: Թեեւ դա ուժեղացնում է ազդանշանային ուժը որոշակի ուղղությամբ, այն միաժամանակ նվազեցնում է թողունակությունը: Դա այն է, որ ճառագայթների նեղացումը փոխում է ալեհավաքի պատասխանը տարբեր հաճախականությունների ազդանշաններին, նեղացնելով արդյունավետ գործող հաճախականության միջակայքը:
Բեւեռացման բնութագրերը նույնպես ազդում են ալեհավաքի թողունակության վրա եւ ձեռք են բերում կատարում: Բեւեռացման տարբեր ռեժիմներով ալեհավաքները ցուցադրում են ազդանշանային ճառագայթման եւ ընդունելության ընթացքում էլեկտրական դաշտի վեկտորի հստակ տարածական բաշխումներ եւ փոփոխությունների ձեւեր, ինչը հանգեցնում է տարբեր հաճախությունների ազդանշաններով իրենց զուգակցման հնարավորությունների: Օրինակ, մի շրջանաձեւ բեւեռացված ալեհավաք կարող է ցուցադրել հիանալի շահույթ ներկայացում որոշակի հաճախականության տողերի մեջ, բայց ուրիշների մեջ դեգրադացիա ձեռք բերել բեւեռացման անհամապատասխանության նման գործոնների պատճառով:
Գործնական ծրագրերում այս երեք ցուցանիշների համապարփակ քննարկումը անհրաժեշտ է համապատասխան ալեհավաք ընտրելիս կամ ձեւավորելու ընթացքում հաղորդակցման հատուկ պահանջների եւ սցենարների հիման վրա: Օրինակ, լեռնային կապի նախագծում `ազդանշանային ծածկույթի միջակայքի բարձր պահանջներով, ուղղությամբ եւ խիստ հաճախականության խմբի սահմանափակումների, բարձր շահի, նեղ ցանցի ալեհավաք, որոնք ունեն լեռնային տեղանքների համար, որոնք հարմար են լեռան բարդ տարածք եւ ճշգրիտ լուսաբանել թիրախային տարածքը: Խոշոր առեւտրի կենտրոնի փակ կապի միջավայրում, որը պետք է աջակցի բազմաթիվ անլար սարքեր եւ ունի ազդանշանային թողունակության եւ լուսաբանման միատեսակության բարձր պահանջներ, լայնաշերտ ռեժիմով հարմարվող բեւեռային ներսի արտացոլումներով հարմարվողական, ապահովելով կայուն եւ բարձր արագությամբ անլար ցանցի ծառայություններ:
Ամփոփելով, ալեհավաքի ձեռքբերման, բեւեռացման եւ թողունակության երեք հիմնական ցուցանիշների մանրակրկիտ պատկերացումները, իրենց փոխհարաբերությունների հետ մեկտեղ, հիմք են հանդիսանում արդյունավետ եւ հուսալի անլար հաղորդակցման հասնելու հիմքը: Միայն գործնական ծրագրերում հատուկ կարիքների հիման վրա հիմնված այս ցուցանիշների ռացիոնալ օպտիմիզացման եւ կազմաձեւման միջոցով կարող են ալեհավաքները ապահովել օպտիմալ ներկայացում, ապահովելով անլար կապի առաջխաղացման ամուր հիմք:
