Сымсыз байланыстың кең ауқымында антенна, қажет емес сыни компонент ретінде, ақпараттық әлемді байланыстыратын көпір ретінде қызмет етеді. Оның жұмысы байланыс сапасын тікелей дұрыстырады. Антеннаның пайда болуының, поляризацияның және өткізу қабілетінің үш негізгі индикаторлары антеннаның функционалдылығына негізделген көпірдің тіректеріне ұқсас. Осы үш индикаторларды терең түсіну сымсыз байланыс жүйелерін оңтайландыру және сигнал беру және қабылдау сапасын жақсарту үшін негізгі болып табылады. Төменде біз осы негізгі индикаторлардың әрқайсысына дәйекті түрде десеңіз.
I. Антеннаның пайдасы: сигнал концентрациясы үшін «Фокустау механизмі »
(1) табыстың анықтамасы және коннотациясы
Антеннаның пайдасы - антеннаның концентрацияланатын және кірістірілген қуат мөлшерін сандық сипаттауға арналған негізгі к рсеткіш. Байланыс тұрғысынан ол антеннаның белгілі бір бағытта генераторлық сигналдардағы тиімділігін көрсетеді. Мінсіз сценарийде біркелкі қуат бөлінісі бар изотроптық радиатор кеңістіктегі энергияның өңделетіндігін сәулелендіреді. Осындай радиатор үшін төлем DECIBLED-те көрсетілген кезде 0ДБ-ға балама 1 деп анықталған. Алайда, практикалық антенналар, мұқият инженерлік құрылымдар арқылы, осы біртұтас радиация үлгісінен, нақты бағыттар бойынша стратегиялық шоғырланған энергияны белгілі бір бағыттар бойынша, сол арқылы идеалды нүкте-көзі антеннасы арқылы жеңуге қол жеткізеді.
Математиялық, антеннаның пайдасы - бұл нақты антеннаның квадраттың, яғни бірдей кеңістіктік элементтен алынған, мысалы, бірдей кеңістіктік нүктеде, яғни, қуат коэффициенті. Мысалы, белгілі бір қарқындылықтың сигналын кеңістіктік нүктеде жасау үшін, жоғарыда сәулелену көзі 126 Вт болатын қуат қажет болуы мүмкін. Антеннаны 18DBD пайда болған кезде, есептеулер дәл осы нәтижеге жету үшін 2W жаңа қуат жеткілікті екенін көрсетеді. Бұл сигналдар бойынша антеннаның пайда болу әсерін айқын көрсетеді. Маңыздысы, бұл «Күшейту » белсенді тізбектердегідей, сигнал қуатының нақты өсуіне қатысты емес, сонымен қатар энергияны тиімді бағытта орналастыру.
(2) Табысты есептеу әдістері
Нақты антеннаның пайдаын есептеу тікелей эфир арифметикалық процесс емес; Бұл диралтивтілік коэффициентінің және антеннаның тиімділігінің өнімі. Нұсқаулық коэффициент антеннаның радиациялық сыйымдылығының максималды радиациялық бағытындағы сәулеленудің, идеалды нүктелік көзді антеннаның орташа радиациялық сыйымдылығы, антеннаның энергияның қуаттылығына интуитивті түрде, энергияның қуаттылығына байланысты. Антеннаның тиімділігі антенна материалының резистивті қасиеттерінен туындайтын жылу энергиясын конверсиялау кезіндегі девистикалық энергияны үнемдейді.
Түрлі антенна түрлері есептеу әдістері бойынша ерекше жұмыс істейді. Жалпы параболдық антенна үшін, табанның пайда болуы үшін пайда болады = 4,5 × {4.5 λ (d / λ) ²}, мұндағы D нүктесі, λ0, λ0 - бұл толқынның орталық жұмыс ұзындығы, ал 4,5-і - кең тәжірибелік бақылаулардан алынған эмпирикалық мәліметтер Тік жанама антеннаның пайда болуын G (DBI) = 10LG {2L / λ0} арқылы бағалауға болады, антеннаның ұзындығын білдіреді. Бұған қоса, G (DBI) = 10LG (DBI) = 10LG (DBI) = 10LG (2θ3DB) = 10LG (2θ3DB, E × 32000 / (h)}, 2θ3db, e және 2θ3db, h қай жерде орналасқан негізгі ұшақтардағы жарым қуысы (3DB) сәулелеріне байланысты есептеуге болады. 32000 сонымен қатар эмпирикалық мәліметтер болып табылады.
(3) Табысты практикалық қолдану
Ұзақ қашықтықтағы байланыс сценарийлерінде, жоғары деңгейдегі антенналар, дәлдік құралдармен таныс, маңызды емес, маңызды рөл атқарады. Спутниктік байланысқа қатысу: жерсеріктер мен жер учаскелері арасындағы едәуір қашықтық беру кезінде айтарлықтай сигнал беруге әкеледі. Мұнда жоғары алынған антенналар сигнал энергиясын қарқынды түрде фокустауға, оны кеңістіктік қашықтықтарды кесіп, мақсатты қабылдағышқа дәл жетеді. Микротолқынды пештермен байланыста, жоғары алған антенналар сигналдардың тұрақты берік беріктікке ие болуын қамтамасыз етеді, бұл тұрақты және сенімді байланыс сілтемелерін жеңілдетеді.
Керісінше, жабық байланыс ортасында, мысалы, жабық сымсыз байланыс, жағдай әр түрлі болады. Үстел кешенді қою әр түрлі жерлерде пайдаланушыларға біртұтас сигналды бірнеше бағытта бөлуді талап етеді. Демек, төмен табыс, көпжылдық емес антенналар негізінен игерілмейді. Бұл антенналар сигнал тарату сияқты жұмыс істейді; Кез-келген бір бағытта сигнал күші салыстырмалы түрде қарапайым болса да, олар белгіленген диапазонда жанды сигналдарды үккіштен шығарып, жабық пайдаланушылар үшін біркелкі сигнал беріледі.
Ii. Антеннаның поляризациясы: электромагниттік толқындардың «кеңістіктік бағдарлары »
(1) Поляризацияның анықтамасы мен мәні
Поляризация - бұл физикалық сан, электромагниттік толқындардың электр өріс векторының кеңістіктік бағытын дәл сипаттайды, бұл антеннаның сәулелендірілген толқындардың электр өрісінің уақытша вариалдық заңын анықтайды. Микроскопиялық тұрғыдан поляризация векторлық режимді және кеңістіктегі электр өрісінің векторының бағдарлы сипаттамаларын, антеннаның сигналын беру және қабылдау мүмкіндіктеріне терең әсер ететін мүлікке бағытталған.
(2) Поляризация түрлерін талдау
Антеннаның поляризациясы үш негізгі категорияны қамтиды: сызықты поляризация, айналмалы поляризация және эллиптикалық поляризация. Сызықтық поляризация одан әрі көлденең және тік поляризацияға бөлінеді. Тігінен полярланған толқын өзінің электр өріс бағыты жерге перпендикуляр, ал көлденең полярланған толқын жерге параллель электр өрісінің бағыты бар. Сонымен қатар, поляризациялар жерді 45 ° -қа дейін, мысалы, 45 ° немесе -45 °, сызықты поляризация санатына жатады. Дөңгелек поляризация сол жақ айналмалы поляризацияға және кеңістіктің векторының векторының айналмалы бағыты негізінде жіктеледі, олардың кеңістіктік траекториясы дөңгелек. Эллиптикалық поляризация - бұл электр өрісінің векторы кеңістіктегі эллиптикалық жолды бақылаумен сызықтық және айналмалы поляризацияның ерекшеліктерін біріктіреді. Екі дөңгелек және сызықты поляризациялар белгілі бір шарттарда эллиптикалық поляризацияның ерекше жағдайы ретінде қарастыруға болады.
(3) Әр түрлі салалардағы поляризацияның қолданбалы мысалдары
Радио және теледидарлық хабар таратуда тік поляризация тұрақты кеңейтілген сигналмен қамтуды қамтамасыз ету үшін жиі қабылданады. Бұл тік, тігінен полярланған толқындар жердің шағылысуы мен таралуына аз сезімтал, ал дистрибуция кезінде көпшілігіне аз сезімтал, бұл сигнал берілуіне мүмкіндік береді.
Ұялы байланыс базалық станциясы Антенналар көлденең поляризацияны немесе ± 45 ° поляризацияны негізінен пайдаланады. Көлденең поляризация бірлескен каналдың кедергілерін азайту бойынша артықшылықтарды ұсынады, ал ± 45 ° Поляризация күрделі және динамикалық ұялы байланыс ортасына бейімделеді, әр түрлі бағыттардан сигналдар алу және байланыс жүйесінің сенімділігі мен сыйымдылығын арттыру.
Спутниктік байланыста дөңгелек полярланған антенналар артықшылықты. Ғарыштағы спутниктердің үздіксіз өзгеруіне және сигналдарды тарату кезінде әр түрлі күрделі факторлардың өзгеруіне байланысты, дөңгелек полярланған антенналар поляризацияның сәйкес келмеуінен туындаған сигналдың жоғалуын тиімді азайтады, жер серіктері мен жер учаскелері арасында кедергісіз байланысты қамтамасыз етеді.
RFID жүйелерінде дөңгелек полярланған антенналар да өте маңызды. Олар әр түрлі бағыттардағы тегтерді тиімді сәйкестендіруге мүмкіндік береді, бұл жүйенің танылу тиімділігі мен дәлдігін едәуір жақсартады және логистикалық менеджмент және қол жеткізуді басқару жүйелері сияқты көптеген қосымшалар сценарийлерін сенімді қолдау көрсетеді.
Iii. Антеннаның өткізу қабілеті: тиімді жұмыс істеу үшін «жиілік диапазоны »
(1) өткізу қабілеттілігін анықтау
Антенна өткізу қабілеті антенна тиімді жұмыс істей алатын жиілік диапазонына жатады. Осы диапазонда антенна пайда болатын қойылым критерийлеріне, соның ішінде пайда, толқындық коэффициенті және поляризация сипаттамаларына сәйкес келеді. Ол жиілік диапазоны ретінде қызмет етеді, онда әр түрлі жиіліктердің сигналдары берілуі және алынған, антеннасы осы процестерге қолайлы жағдайды қамтамасыз етеді.
(2) өткізу қабілеттілігінің түрлерінің ерекшелігі
Антеннаның өткізу қабілеттілігінің жалпы анықтамалары абсолютті өткізу қабілеттілігіне және аралық өткізу қабілеттілігіне жатады. Абсолютті өткізу қабілеті - Антеннаның жұмыс жиілік диапазонының жоғарғы және төменгі шектерінің, мысалы, Hertz (HZ), Kilohertz (KHZ) немесе мегохерц (МГц). Мысалы, 1 ГГц-тен 2 ГГц-ке дейінгі антенна жұмыс істемейді. Салыстырмалы өткізу қабілеті - абсолютті өткізу қабілеттілігінің ортаңғы жиілікке қатынасы, әдетте пайызбен көрсетілген. Орталықтың жиілігін арифметикалық орташа, fCenter = (fmax + fmin) / 2 немесе геометриялық орташа, немесе геометриялық орташа, яғни логарифмдік масштабтағы, fCenter = sqrt (fmax⋅fmin). Салыстырмалы өткізу қабілеттілігі BWRELEL = 2 * (FMax - FMIN) / (fmax + fmin) × 100% деп есептеуге болады. Жалпы, тар жолақты антенналарда 5% -дан аз, кең жолақты антенналардың салыстырмалы өтімділігі 5% -дан, ал 5% -дан 25% -ға дейін, ал ультра кең таралған антенналар 25% -дан асады.
(3) әр түрлі сценарийлердегі өткізу қабілеттілігінің талаптары
Тарж жолақты антенналар, олардың жиіліктік селективтілігіне байланысты, жоғары жиілікті дәлдікті қажет ететін байланыс жүйелерінде жұмыс істейді. Мысалы, жұмыс жиілігі салыстырмалы түрде бекітілген, тар жолақты антенналар радио және теледидарлық таратуда, белгілі бір жиілік сигналдарының кедергілерін болдырмауға мүмкіндік бермейді. Арнайы сымсыз байланыс жүйелері, мысалы, жиілік тұрақтылығы мен араласу иммунитетіне қатаң талаптарға ие, сонымен қатар тар жолақты антенналардан да қатаңдық қойылған.
Кең жолақты антенналар бірнеше жиілікті диапазонды қамтуды қажет ететін күрделі байланыс сценарийлеріне жарамды. Ұялы байланыс базалық станцияларында дамып келе жатқан байланыс технологиясы әр түрлі пайдаланушыға және қызметке қойылатын талаптарды қанағаттандыру үшін көп жолақты сигнал беру үшін қолдауды қажет етеді. Кең жолақты антенналар базалық станциялар мен түрлі терминалдар арасындағы тиімді байланысты қамтамасыз ететін кең жиіліктегі диапазонда қанағаттанарлық жұмыс істейді. Сол сияқты, сымсыз жергілікті желілер (WLAN) әр түрлі стандарттар мен жиілік диапазондарының сымсыз құрылғыларын орналастыруға, пайдаланушыларға ыңғайлы және жылдам желілік қосылысты ұсынатын кең антенналарға сүйенеді.
Ультра кең жолақты антенналар радарды анықтауда ерекше рөл атқарады. Олардың өте кең өткізу қабілеті мақсатты позицияны, пішінді және қозғалыс күйін дәл сәйкестендіруге мүмкіндік беретін жоғары ажыратымдылықтағы анықтау мүмкіндіктерін ұсынады. Қысқа жылдамдықпен байланыста, мысалы, жабық жоғары жылдамдықты деректерді беру, ультра кең жолақты антенналар, олардың үлкен өткізу қабілеттілігі, олардың үлкен өткізу қабілеттілігін, секундына бірнеше гигабиттердің мәліметтер ставкасына қол жеткізу, жоғары жылдамдықты, қуаттылығы бар.
Iv. Үш индикаторларды өзара байланыстырып, жан-жақты қарау
Антеннаның пайда, поляризация және өткізу қабілеттілігінің үш негізгі көрсеткіштері оқшауланбаған; Олар өзара байланысты және өзара әсерлі. Антеннаның дизайны көбінесе осы көрсеткіштер арасында мұқият сауданы және оңтайландыруды қажет етеді.
Антеннаның пайда болуын арттыру, әдетте, радиациялық сәулені тарылтуды қамтиды. Бұл нақты бағытта сигналдың беріктігін жақсартқанымен, ол өткізу қабілеттілігін бір уақытта азайтады. Бұл сәуленің тарылуын тарылту антеннаның әр түрлі жиіліктерінің сигналдарына жауаптарын өзгертеді, тиімді жұмыс жиілігінің диапазонын қысқарту.
Поляризацияның сипаттамалары сонымен қатар антеннаның өткізу қабілеттілігіне және пайда болуына әсер етеді. Әр түрлі поляризация режимі бар антенналар әртүрлі жиіліктер сигналдарымен олардың муфталық мүмкіндіктеріндегі айырмашылықтарға әкелетін электр өрісінің кеңістіктік таралуы және электр өрісінің векторының өзгеруі. Мысалы, дөңгелек полярланған антенна белгілі бір жиілік диапазоны аясында керемет нәтиже көрсете алады, бірақ поляризацияның сәйкес келмеуі сияқты факторлардың арқасында басқаларда нашарлау, бірақ өткізу қабілеттілігінің әсеріне әсер етуі мүмкін.
Практикалық қосымшаларда осы үш индикаторларды жан-жақты қарау тиісті антеннаны таңдау немесе жобалау кезінде нақты байланыс талаптары мен сценарийлеріне негізделген маңызды болып табылады. Мысалы, сигналдарды қамтуға, бағыттарға, бағытталған және қатаң жиілік диапазонына жоғары сұраныстармен, жоғары табыс және тар жолақты антеннада, таулы жерлерге арналған поляризация режимі бар, таулы рельефке жарамды және мақсатты аймақты дәл жабуға болады. Үлкен сауда орталығының ішкі коммуникация ортасында, олар бірнеше сымсыз құрылғыларды қолдауы керек және сигнал өткізу қабілеттілігіне қолдау көрсетуі керек және қамтудың жоғары талаптарына ие және жабық, төмен түсетін антенналар, кең жолақты, төмен түсетін антенна клиенттер мен қызметкерлер үшін тұрақты және жоғары жылдамдықты сымсыз желілік қызметтерді ұсынады.
Қорытындылай келе, антеннаның пайда, поляризация, поляризация және өткізу қабілеттілігінің үш негізгі көрсеткіштерін мұқият түсіну, олардың өзара байланысы, тиімді және сенімді сымсыз байланысқа қол жеткізудің негізін құрайды. Тек практикалық қосымшаларда нақты қажеттіліктерге негізделген осы көрсеткіштерді ұтымды оңтайландыру және конфигурациялау арқылы антенналар оңтайлы өнімділікті жеткізе алады, бұл сымсыз байланыстың алға басуына сенімді негіз береді.
