Қазіргі ақпараттық қоғамда біз барлық жерде сымсыз қосылымды пайдаланамыз. Ұялы телефон қоңыраулары, Wi-Fi интернетке қосылу және GPS навигациясы - бұл кереметтердің артында тұрған негізгі кейіпкер - кішкентай антенна . Сымсыз байланыстың 'ауыз' және 'құлағы' ретінде әрекет ете отырып, антенна тізбек сигналдарынан кеңістіктегі электромагниттік толқындарға сыни түрлендіруді орындайды.
Антеннаның жақсы немесе жаман екенін бағалау үшін бізге күрделі математикалық формулалар қажет емес; біз олардың атқаратын бірнеше негізгі рөлдерін түсінуіміз керек. Антеннаның өнімділігін өлшеу үшін қолданылатын төрт негізгі көрсеткіштерді зерттеу үшін күнделікті ұқсастықтарды қолданайық.
Кіріспе: Антеннаның қызметі — екі әлемді байланыстыру
Антенна негізінен түрлендіргіш болып табылады . Ол телефон сияқты әрекет етеді, оның бір ұшы электрондық құрылғыға жалғанған (сөйлейтін), ал екінші ұшы кең кеңістікке қарайды (тыңдау және сөйлеу). Оның міндеті - құрылғының ішіндегі кабель бойымен таралатын электр сигналдарын ауада таралатын электромагниттік толқындарға және керісінше тиімді түрлендіру.
Антеннаның өнімділігін түсіну үшін біз негізінен оның қаншалықты анық 'сөйлейтінін', қаншалықты сезімтал 'тыңдайтынын' және оның бұл түрлендіруді 'еңбексіз' орындайтынын қарастырамыз.
Энергияны шоғырландыру өнері: бағыттылық және пайда
Негізгі көрсеткіштер: табыс пен бағыттылық
Пайда – антенна үшін ең маңызды көрсеткіш; ол антеннаның энергияны белгілі бір бағытта шоғырландыру қабілетін өлшейді.
Кәдімгі электр шамы (көп бағытты антенна): жан-жақты антенна бүкіл бөлмені жарықтандыратын стандартты шам сияқты сигнал энергиясын барлық бағытта біркелкі таратады. Артықшылығы - кең қамту — сіз бағытыңызға қарамастан (ұялы телефонға орнатылған антенна сияқты) сигналды қабылдай аласыз. Кемшілігі - энергия дисперсті болғандықтан, кез келген бір бағытта сигнал күші төмен, диапазонды шектейді.
Фокусталған фонарь (жоғары кірісті антенна): жоғары кірісті антенна фокусталған фонарь сияқты; ол энергияның басым көпшілігін өте тар бұрышқа шоғырландыру үшін басқа бағыттардағы қамтуды құрбан етеді. Мұны істеудің артықшылығы мынада: сигнал дәл сол бағытта өте күшті болып, ультра қашықтық байланысқа мүмкіндік береді (спутниктік антенналар немесе бағытталған базалық станция антенналары сияқты).
Түйіндеме: Пайданы антеннаның өзі жасамайды; керісінше, бұл оның шектеулі энергияны қайта бөлу қабілеті . Пайда неғұрлым жоғары болса, сәуленің ені соғұрлым тар болады.
Қуатты үнемдеудің құпиясы: радиациялық тиімділік («Ағып жатқан кран»)
Негізгі көрсеткіш: радиациялық тиімділік (тиімділік)
Антеннаның тиімділігі антеннаға түсетін электр қуатының сәулеленген электромагниттік толқындарға айналатын үлесін өлшейді.ысырап емес, шын мәнінде
Ағып тұрған шүмек: антеннаға электр қуаты берілгенде, антеннаның ішіндегі металл өткізгіштер қарсылықтан жылу шығарады немесе материалдық шығындарға байланысты энергия жұтылады. Бұл кранның тесігінен ағып жатқан суға ұқсас. Бұл жоғалған энергия жылуға айналады және етпейді . ауадағы сигналға ықпал
Жоғары тиімді антенна: жоғары тиімді антенна оның 'құбырының' ең аз шығынмен жақсы жобаланғанын білдіреді, бұл кіріс қуатының барлығы дерлік тиімді сигналға түрлендірілуін қамтамасыз етеді. Мобильді құрылғылар үшін жоғары тиімділік маңызды, себебі ол батареяның қызмет ету мерзімін ұзартуға көмектеседі.
Тегіс құбыр: кедергінің сәйкестігі («Су құбырының қосылымы» сәйкестігі)
Негізгі метрика: кернеудің тұрақты толқындарының қатынасы (VSWR) және кедергінің сәйкестігі
Сигналдың кабельден (беру желісінен) антеннаға біркелкі өтуіне мүмкіндік беру үшін қосылым нүктесіндегі екі компоненттің электрлік сипаттамалары 'сәйкес' болуы керек — бұл кедергінің сәйкестігі деп аталады..
Сәйкес келмейтін құбыр желісі интерфейсі: антеннаның кіріс кедергісі электр беру желісінің тән кедергісіне сәйкес келмесе, бұл үлкен су құбырын шағын коннекторға қосу әрекеті сияқты. Су (сигнал энергиясы) интерфейсте кері шағылысады.
Сигналдың шағылысуы: Бұл шағылған энергия тек қана жұмсалып қана қоймайды, сонымен қатар таратқышқа кедергі келтіруі және тұрақты толқындардың пайда болуына себеп болуы мүмкін. беру желісінде
Кернеудің тұрақты толқындарының қатынасы (VSWR): VSWR - бұл интерфейстің қаншалықты жақсы 'сәйкес келетінін' өлшеу үшін пайдаланылатын метрика. Идеал 1:1 VSWR білдіреді тамаша сәйкестікті (шағылыспайтын), ал жоғарырақ сан (мысалы, 3:1 ) сигналдың көбірек шағылысуын және көп энергия шығынын көрсетеді.
Қол алысу позасы: поляризация («Келісілген ұстаным»)
Негізгі метрика: поляризация
Поляризация электромагниттік толқынның электр өрісі векторының кеңістікте тербелетін бағытын анықтайды.
Келісілген қол алысу ұстанымы: антенна сигнал энергиясының максималды мөлшерін алуы үшін ол бірдей немесе сәйкес поляризацияны пайдалануы керек. жіберуші антенна сияқты Таратушы антенна тік поляризацияны (электр өрісі жерге перпендикуляр) және қабылдаушы антенна көлденең поляризацияны пайдаланса, бұл екі адамның қолдарын әртүрлі тәсілдермен ұзартқаны сияқты — олар сәтті 'қол алысу' мүмкін емес.
Поляризацияның сәйкессіздігінің жоғалуы: Поляризациядағы бұл сәйкессіздік деп аталатын сигнал энергиясының қатты жоғалуына әкеледі поляризацияның сәйкессіздігінің жоғалуы . Сондықтан тіркелген байланыс жүйелерінде таратқыш та, қабылдағыш те өздерінің поляризация бағыттарын қатаң түрде калибрлеуі керек.
Қорытынды: Ең қолайлысы - ең жақсысы
Антенна дизайнының өнері теңестіруде жатыр. осы көрсеткіштерді
Ұялы телефон антенналары құрбан етуі керек . пайданы орнына жан-жақты қамту, жоғары тиімділік және жақсы сәйкестік кез келген қалыпта немесе жерде қоңырау шалу мүмкіндігін қамтамасыз ету үшін
Спутниктік қабылдағыш антенналар ұмтылады . кіріс пен бағыттылыққа алыстағы сигнал көзіне бағыттау үшін қуатты 'фонарды' пайдалана отырып, өте жоғары
Абсолютті 'ең жақсы' антенна жоқ, тек ең ' қолайлы ' антенна. Осы негізгі көрсеткіштерді түсіну кез келген сымсыз байланыс жүйесінің жұмысын бағалаудың кілтін береді.
