Утасгүй холбооны өргөн хүрээнд антенн нь зайлшгүй чухал бүрэлдэхүүн хэсэг болох мэдээллийн ертөнцийг холбох гүүр болж өгдөг. Түүний гүйцэтгэл нь харилцааны чанарыг шууд тодорхойлдог. Антенны ашиг, туйлшрал, зурвасын өргөний гурван үндсэн үзүүлэлт нь гүүрний тулгын чулуутай төстэй бөгөөд антенны үйл ажиллагааны үндэс суурь болдог. Эдгээр гурван үзүүлэлтийг сайтар ойлгох нь утасгүй холбооны системийг оновчтой болгох, дохио дамжуулах, хүлээн авах чанарыг сайжруулахад чухал ач холбогдолтой юм. Доор бид эдгээр гол үзүүлэлт бүрийг дараалан авч үзэх болно.
I. Антенны ашиг: Дохио төвлөрүүлэх 'Фокусын механизм'
(1) Олзны тодорхойлолт ба утга санаа
Антенны олз нь антенн оролтын хүчийг хэр хэмжээгээр төвлөрүүлж, цацруулж байгааг тоон байдлаар тодорхойлоход ашигладаг гол хэмжүүр юм. Харилцааны үүднээс энэ нь тодорхой чиглэлд дохио үүсгэх антенны үр ашгийг илэрхийлдэг. Тохиромжтой хувилбарт эрчим хүчний жигд хуваарилалт бүхий изотроп радиатор нь орон зайд эрчим хүчийг бүх чиглэлд цацруулдаг. Ийм радиаторын хувьд олзыг децибелээр илэрхийлэхэд 0дБ-тэй тэнцэх 1 гэж тодорхойлдог. Гэсэн хэдий ч практик антеннууд нь нарийн боловсруулсан байгууламжуудаар дамжуулан цацрагийн энэхүү жигд загвараас хазайж, стратегийн хувьд тодорхой чиглэлд цацрагийн энергийг төвлөрүүлж, улмаар хамгийн тохиромжтой цэгийн эх үүсвэрийн антеннаас илүү ашиг олж авдаг.
Математикийн хувьд антенны ашиг гэдэг нь ижил оролтын хүчийг өгөгдсөн ижил орон зайн цэгт хамгийн тохиромжтой цацрагийн элементийн үүсгэсэн бодит антеннаас үүсгэсэн талбайн эрчмийн квадратын харьцаа, өөрөөр хэлбэл чадлын харьцаа юм. Жишээлбэл, орон зайн цэг дээр тодорхой эрчимтэй дохио үүсгэхийн тулд хамгийн тохиромжтой цацрагийн эх үүсвэр нь 126 Вт-ын оролтын хүчийг шаарддаг. 18 дБд-ийн ашиг бүхий антеныг ашиглах үед ижил үр дүнд хүрэхийн тулд ердөө 2 Вт оролтын хүч хангалттай болохыг тооцоолсон. Энэ нь дохион дахь антенны олшрох 'олшруулахтай төстэй' нөлөөг тодоор харуулж байна. Хамгийн чухал нь энэхүү 'олшруулах' нь идэвхтэй хэлхээнүүдийн нэгэн адил дохионы хүчийг бодитоор нэмэгдүүлэхгүй, харин эрчим хүчийг илүү үр ашигтай чиглэлд хуваарилах явдал юм.
(2) Олзыг тооцоолох аргууд
Бодит антенны олзыг тооцоолох нь энгийн арифметик процесс биш юм; Энэ нь чиглүүлэх коэффициент ба антенны үр ашгийн бүтээгдэхүүн юм. Чиглэлийн коэффициент нь антенны цацрагийн хамгийн их чиглэл дэх цацрагийн эрчмийг хамгийн тохиромжтой цэгийн эх үүсвэрийн антенны цацрагийн дундаж эрчимтэй харьцуулсан харьцааг хэмждэг бөгөөд энэ нь антенны энергийг тодорхой чиглэлд төвлөрүүлэх чадварыг зөн совингоор харуулдаг. Антенны үр ашиг нь антенны материалын эсэргүүцлийн шинж чанараас үүсэх дулааны алдагдал гэх мэт оролтын хүчийг цацрагийн энерги болгон хувиргах явцад зайлшгүй гарах эрчим хүчний алдагдлыг тооцдог.
Төрөл бүрийн антенны төрлүүд нь ашиг олохын тулд тодорхой аргачлалыг ашигладаг. Энгийн параболик антенны хувьд олзыг G (dBi) = 10Lg {4.5×(D/λ0)²} томьёог ашиглан ойролцоолж болно, энд D нь параболик цацруулагчийн диаметр, λ0 нь төвийн үйл ажиллагааны долгионы урт, 4.5 нь өргөн практик ажиглалтын үр дүнд бий болсон эмпирик өгөгдөл юм. Босоо чиглэлтэй антенны ашгийг G (dBi) = 10Lg {2L/λ0}-ээр тооцоолж болох бөгөөд L нь антенны уртыг илэрхийлнэ. Нэмж дурдахад, G (dBi) = 10Lg {32000/(2θ3dB,E × 2θ3dB,H)} томъёог ашиглан үндсэн хоёр хавтгайн (Е-хавтгай ба Н-хавтгай) хагас чадлын (3dB) цацрагийн өргөнд үндэслэн олзыг тооцоолж болно. үндсэн хавтгай, 32000 нь мөн эмпирик өгөгдөл юм.
(3) Ашиг олох практик хэрэглээ
Холын зайн харилцаа холбооны хувилбарт өндөр ашиг тустай антенууд нь нарийн багаж хэрэгсэлтэй адил чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Хиймэл дагуулын холбоог авч үзье: хиймэл дагуулууд болон газрын станцуудын хоорондох зай нь дамжуулах явцад дохионы мэдэгдэхүйц бууралтад хүргэдэг. Энд өндөр ашиг тустай антенууд нь дохионы энергийг эрчимтэй төвлөрүүлж, орон зайн асар том зайг туулж, зорилтот хүлээн авагч руу үнэн зөв хүрэх боломжийг олгодог. Богино долгионы реле холболтын хувьд өндөр ашиг тустай антенууд нь дохиог урт дамжуулах замд хангалттай хүч чадлыг хадгалж, тогтвортой, найдвартай холбооны холбоосыг хөнгөвчлөх боломжийг олгодог.
Үүний эсрэгээр, дотоод утасгүй хамрах хүрээ гэх мэт богино зайн холбооны орчинд нөхцөл байдал өөр байна. Дотор байрны нарийн төвөгтэй тохиргоо нь янз бүрийн байршилд байгаа хэрэглэгчдэд үйлчлэхийн тулд олон чиглэлд дохионы жигд хуваарилалтыг шаарддаг. Тиймээс бага ашиг тустай, бүх чиглэлтэй антеннуудыг голчлон ашигладаг. Эдгээр антенууд нь дохио түгээгч шиг ажилладаг; Хэдийгээр аль ч чиглэлд дохионы хүч харьцангуй бага боловч тэдгээр нь тодорхой хязгаарт дохиог бүх чиглэлд цацаж, дотоод хэрэглэгчдийн хувьд харьцангуй жигд дохионы хамрах хүрээг хангадаг.
II. Антенны туйлшрал: Цахилгаан соронзон долгионы 'орон зайн чиг баримжаа'
(1) Туйлшралын тодорхойлолт ба мөн чанар
Туйлшрал гэдэг нь цахилгаан соронзон долгионы цахилгаан талбайн векторын орон зайн чиг баримжааг нарийн тодорхойлсон физик хэмжигдэхүүн бөгөөд антеннаас цацруулсан долгионы цахилгаан орны чиглэлийн цаг хугацааны өөрчлөлтийн хуулийг гүн гүнзгий илчилдэг. Микроскопийн үүднээс авч үзвэл туйлшрал нь орон зай дахь цахилгаан талбайн векторын эргэлтийн горим, чиг баримжааны шинж чанарыг илэрхийлдэг бөгөөд энэ нь антенны дохио дамжуулах, хүлээн авах чадварт ихээхэн нөлөөлдөг.
(2) Туйлшралын төрлүүдийн шинжилгээ
Антенны туйлшрал нь шугаман туйлшрал, дугуй туйлшрал, эллипс туйлшрал гэсэн гурван үндсэн ангиллыг агуулдаг. Шугаман туйлшралыг цааш нь хэвтээ ба босоо туйлшрал гэж хуваадаг. Босоо туйлширсан долгион нь газартай перпендикуляр цахилгаан орны чиглэлтэй байдаг бол хэвтээ туйлширсан долгион нь газартай параллель цахилгаан орны чиглэлтэй байдаг. Нэмж дурдахад, +45 ° эсвэл -45 ° гэх мэт газарт 45 ° туйлшрал нь шугаман туйлшралын ангилалд багтдаг. Орон зайн замнал нь дугуй хэлбэртэй байдаг цахилгаан орны векторын эргэлтийн чиглэлд тулгуурлан тойрог туйлшралыг зүүн талын дугуй туйлшрал ба баруун талын дугуй туйлшрал гэж ангилдаг. Зууван туйлшрал нь шугаман болон дугуй туйлшралын шинж чанарыг хослуулсан илүү ерөнхий хэлбэр бөгөөд цахилгаан талбайн вектор нь орон зайд эллипс замыг дагаж мөрддөг. Тойрог ба шугаман туйлшралыг тодорхой нөхцөлд эллипс туйлшралын онцгой тохиолдол гэж үзэж болно.
(3) Төрөл бүрийн талбар дахь туйлшралын хэрэглээний жишээ
Радио, телевизийн өргөн нэвтрүүлгийн хувьд дохионы өргөн хүрээг хамарсан тогтвортой байдлыг хангахын тулд босоо туйлшралыг ихэвчлэн ашигладаг. Учир нь босоо туйлширсан долгион нь тархалтын явцад газрын тусгал болон олон замт нөлөөнд харьцангуй бага өртдөг тул тогтвортой дохио дамжуулах боломжийг олгодог.
Хөдөлгөөнт холбооны суурь станцын антеннуудад хэвтээ туйлшрал буюу ±45° хөндлөн туйлшралыг голчлон ашигладаг. Хэвтээ туйлшрал нь хамтын сувгийн хөндлөнгийн оролцоог багасгах давуу талтай бол ±45° хөндлөн туйлшрал нь хөдөлгөөнт холбооны нарийн төвөгтэй, динамик орчинд илүү сайн зохицож, янз бүрийн чиглэлээс дохио хүлээн авах чадварыг сайжруулж, холбооны системийн найдвартай байдал, хүчин чадлыг сайжруулдаг.
Хиймэл дагуулын холбоонд дугуй туйлширсан антеныг илүүд үздэг. Сансар огторгуйд хиймэл дагуулын байнгын өөрчлөлт, дохионы тархалтын явцад янз бүрийн нарийн төвөгтэй хүчин зүйлсийн хөндлөнгийн нөлөөгөөр дугуй туйлширсан антенууд нь туйлшралын таарамжгүй байдлаас үүссэн дохионы алдагдлыг үр дүнтэй бууруулж, хиймэл дагуулууд болон газрын станцуудын хооронд саадгүй холбоо тогтоох боломжийг олгодог.
RFID системд дугуй туйлширсан антенууд бас чухал байдаг. Эдгээр нь өөр өөр чиг баримжаатай шошгыг үр дүнтэй таних боломжийг олгож, системийн таних үр ашиг, нарийвчлалыг мэдэгдэхүйц сайжруулж, логистикийн удирдлага, хандалтын хяналтын систем зэрэг олон тооны хэрэглээний хувилбаруудад найдвартай дэмжлэг үзүүлдэг.
III. Антенны зурвасын өргөн: Үр дүнтэй ажиллах 'Давтамжийн хүрээ'
(1) зурвасын өргөний тодорхойлолт
Антенны зурвасын өргөн гэдэг нь антенн үр дүнтэй ажиллах давтамжийн хүрээг хэлнэ. Энэ хүрээнд антенн нь ашиг, тогтсон долгионы харьцаа, туйлшралын шинж чанар зэрэг урьдчилан тодорхойлсон гүйцэтгэлийн шалгуурыг хангадаг. Энэ нь янз бүрийн давтамжийн дохиог дамжуулах, хүлээн авах давтамжийн зурвасын үүрэг гүйцэтгэдэг бөгөөд антен нь эдгээр процессуудад таатай орчинг бүрдүүлдэг.
(2) зурвасын өргөний төрлүүдийн ялгаа
Антенны зурвасын өргөний нийтлэг тодорхойлолтод үнэмлэхүй зурвасын өргөн ба харьцангуй зурвасын өргөн орно. Үнэмлэхүй зурвасын өргөн гэдэг нь герц (Гц), килогерц (кГц), мегагерц (МГц) зэрэг нэгж бүхий антенны ажиллах давтамжийн дээд ба доод хязгаарын хоорондох зөрүү юм. Жишээлбэл, 1GHz-ээс 2GHz хүртэл ажилладаг антен нь 1GHz-ийн үнэмлэхүй зурвасын өргөнтэй байдаг. Харьцангуй зурвасын өргөн гэдэг нь үнэмлэхүй зурвасын өргөнийг төвийн давтамжтай харьцуулсан харьцаа бөгөөд ихэвчлэн хувиар илэрхийлэгддэг. Төвийн давтамжийг fcenter = (fmax + fmin)/2 гэсэн арифметик дундаж, эсвэл логарифмын масштабаар илүү түгээмэл байдаг геометрийн дундаж, fcenter = sqrt(fmax⋅fmin) ашиглан тооцоолж болно. Харьцангуй зурвасын өргөнийг BWrel = 2*(fmax − fmin)/(fmax + fmin) × 100% гэж тооцож болно. Ерөнхийдөө нарийн зурвасын антеннуудын харьцангуй зурвасын өргөн нь 5% -иас бага, өргөн зурвасын антеннуудын хэмжээ 5% -иас 25%, хэт өргөн зурвасын антеннуудын хувьд 25% -иас их байдаг.
(3) Өөр өөр хувилбаруудад зурвасын өргөнийг ашиглахад тавигдах шаардлага
Нарийн зурвасын антеннууд нь хүчтэй давтамжийн сонголттой тул өндөр давтамжийн нарийвчлал шаарддаг холбооны системд ашиглагддаг. Жишээлбэл, ажлын давтамж харьцангуй тогтмол байдаг радио, телевизийн дамжуулалтад нарийн зурвасын антеннууд нь бусад давтамжийн дохионы хөндлөнгийн оролцооноос зайлсхийж, тодорхой давтамжид тогтвортой дохио дамжуулдаг. Давтамжийн тогтворжилт, хөндлөнгийн хамгаалалт зэрэгт хатуу шаардлага тавьдаг үйлдвэрлэлийн хяналтын тодорхой салбарууд гэх мэт тусгай утасгүй холбооны системүүд нь нарийн зурвасын антенуудаас ашиг тустай байдаг.
Өргөн зурвасын антенууд нь олон давтамжийн зурвасыг хамрах шаардлагатай харилцаа холбооны нарийн төвөгтэй хувилбаруудад тохиромжтой. Хөдөлгөөнт холбооны суурь станцуудад хөгжиж буй харилцаа холбооны технологи нь хэрэглэгчийн болон үйлчилгээний янз бүрийн эрэлт хэрэгцээг хангахын тулд олон зурваст дохио дамжуулахад дэмжлэг үзүүлэх шаардлагатай болдог. Өргөн зурвасын антенууд нь өргөн давтамжийн мужид хангалттай гүйцэтгэлтэй байж, суурь станцууд болон төрөл бүрийн терминал төхөөрөмжүүдийн хооронд үр ашигтай харилцаа холбоог хангадаг. Үүний нэгэн адил утасгүй орон нутгийн сүлжээ (WLAN) нь өөр өөр стандарт, давтамжийн зурвасын утасгүй төхөөрөмжүүдийг байрлуулахын тулд өргөн зурвасын антен дээр тулгуурлан хэрэглэгчдэд тохиромжтой, өндөр хурдны сүлжээнд холбогдох боломжийг олгодог.
Хэт өргөн зурвасын антенууд нь радар илрүүлэхэд онцгой үүрэг гүйцэтгэдэг. Тэдгээрийн маш өргөн зурвасын өргөн нь зорилтот байрлал, хэлбэр, хөдөлгөөний төлөвийг үнэн зөв тодорхойлох боломжийг олгодог өндөр нарийвчлалтай зорилтот илрүүлэх боломжийг олгодог. Дотор өндөр хурдны өгөгдөл дамжуулах гэх мэт богино зайн өндөр хурдны холбооны хувьд хэт өргөн зурвасын антенууд нь секундэд хэд хэдэн гигабит өгөгдлийн хурдыг хангахын тулд том зурвасын өргөнийг ашиглаж, өндөр хурдны, их багтаамжтай өгөгдөл дамжуулах эрэлт хэрэгцээг хангадаг.
IV. Гурван үзүүлэлтийн харилцан хамаарал, цогцоор нь авч үзэх
Антенны ашиг, туйлшрал, зурвасын өргөний гурван гол үзүүлэлт нь тусгаарлагдаагүй; тэдгээр нь харилцан уялдаатай бөгөөд харилцан нөлөөтэй байдаг. Антенны загвар нь ихэвчлэн эдгээр үзүүлэлтүүдийн дунд нарийн зохицуулалт, оновчтой байдлыг шаарддаг.
Антенны ашгийг нэмэгдүүлэх нь ихэвчлэн цацрагийн цацрагийн өргөнийг нарийсгадаг. Энэ нь тодорхой чиглэлд дохионы хүчийг нэмэгдүүлэхийн зэрэгцээ зурвасын өргөнийг бууруулдаг. Учир нь цацрагийн өргөнийг нарийсгаснаар антенны янз бүрийн давтамжийн дохионы хариу үйлдэл өөрчлөгдөж, үр дүнтэй ажиллах давтамжийн хүрээ багасдаг.
Туйлшралын шинж чанар нь антенны зурвасын өргөн болон гүйцэтгэлд нөлөөлдөг. Янз бүрийн туйлшралын горим бүхий антенууд нь дохионы цацраг болон хүлээн авах үед цахилгаан талбайн векторын орон зайн тодорхой хуваарилалт, өөрчлөлтийн хэв маягийг харуулдаг бөгөөд энэ нь янз бүрийн давтамжийн дохиотой холбох чадварт ялгаатай байдаг. Жишээлбэл, дугуй туйлширсан антен нь тодорхой давтамжийн мужид маш сайн ашиг олж авах чадвартай байж болох ч бусад нь туйлшралын таарамжгүй байдал зэрэг хүчин зүйлийн улмаас муудаж, улмаар зурвасын өргөний гүйцэтгэлд нөлөөлдөг.
Практик хэрэглээнд тохирох антенныг сонгох эсвэл төлөвлөхдөө харилцааны тодорхой шаардлага, хувилбарт үндэслэн эдгээр гурван үзүүлэлтийг цогцоор нь авч үзэх нь чухал юм. Жишээлбэл, дохионы хамрах хүрээ, чиглэл, давтамжийн зурвасын хатуу хязгаарлалт зэрэгт өндөр шаардлага тавьдаг уулын холбооны төсөлд уулархаг газарт тохирсон туйлшралын горимтой, өндөр ашиг тустай, нарийн зурвасын антенн нь дохио нь нарийн төвөгтэй газар нутгийг дайран өнгөрч, зорилтот хэсгийг үнэн зөв хамрахад шаардлагатай байж болно. Олон төрлийн утасгүй төхөөрөмжийг дэмжих шаардлагатай, дохионы зурвасын өргөн, хамрах хүрээний жигд байдалд өндөр шаардлага тавьдаг томоохон худалдааны төвийн дотоод харилцаа холбооны орчинд нарийн төвөгтэй дотоод тусгалд дасан зохицох туйлшралын горимтой, өргөн зурвасын, бага ашиг тустай антенн нь илүү тохиромжтой бөгөөд хэрэглэгчид болон ажилтнуудад тогтвортой, өндөр хурдны утасгүй сүлжээний үйлчилгээ үзүүлдэг.
Дүгнэж хэлэхэд, антенны ашиг, туйлшрал, зурвасын өргөн гэсэн гурван үндсэн үзүүлэлт, тэдгээрийн харилцан хамаарлыг сайтар ойлгох нь үр ашигтай, найдвартай утасгүй холболтыг бий болгох үндэс суурь болдог. Практик хэрэглээний тодорхой хэрэгцээнд тулгуурлан эдгээр үзүүлэлтүүдийг оновчтой оновчтой болгож, тохируулснаар л антеннууд нь хамгийн оновчтой гүйцэтгэлийг хангаж, утасгүй холболтыг хөгжүүлэх бат бөх суурийг бүрдүүлдэг.
