У опсежном царству бежичне комуникације, антене, као неопходна критична компонента, служи као мост који повезује свет информационог света. Његов учинак директно диктира квалитет комуникације. Три примарна показатеља појачавања антене, поларизације и опсега аналогне су темељним темама моста, подвлачивање функционалности антене. Дубоко разумевање ова три индикатора је кључно за оптимизацију бежичних комуникацијских система и унапређење квалитета преноса и рецепције сигнала. Испод, у сваком од ових кључних показатеља дешавамо у сваком од ових кључних показатеља.
И. Антена Добитак: Механизам за фокусирање 'за концентрацију сигнала
(1) дефиниција и конотација добитка
Добитак антене је кључна метрика запослена у квантитативно окарактерисати степен до којег се антена концентрише и зрачи улазну снагу. Са становишта комуникације, то одражава ефикасност антене у генерисању сигнала у одређеном правцу. У идеалном сценарију, изотропни радијатор са јединственом дистрибуцијом електричне енергије зрачи енергијом свеморивно у простору. За такав радијатор, добитак је дефинисан као 1, еквивалентно 0дБ када је изражено у децибелима. Међутим, практичне антене, кроз пажљиво инжењериране структуре, одступају од овог јединственог обрасца зрачења, стратешки концентришући енергију за зрачење у одређеним правцима, чиме се постиже појачани супериорни од идеалне антене.
Математички, појачана антене је омјер квадрата интензитета терена који генерише стварну антену на то произведено идеално зрачењем у истој просторној тачки, дат једнаким улазним снагама, тј. На пример, да се створи сигнал одређеног интензитета на просторној тачки, идеалан извор зрачења може захтевати улазну снагу од 126В. Приликом коришћења антене са добитком од 18 ДБД, прорачуни откривају да је само 2В улазне снаге дотико да постигне исти исход. Ово живо илуструје 'по амплификацију' налик ефекат појачавања антене на сигналима. Оно што је важно, ово 'амплификација ' не укључује стварни пораст сигналне снаге, као у активним круговима, већ ефикаснији усмеравање енергије.
(2) Начини израчунавања добитака
Израчунавање стварног антена није израван аритметички процес; То је производ коефицијента усмерености и ефикасности антене. Коефицијент усмеравања квантификује омјер интензитета зрачења антене у свом максималном управљању зрачењем до просечног интензитета зрачења идеалне антене изворне тачке, која итуитивно показује капацитет антене да фокусира енергију у одређеном правцу. Антена Ефикасност рачуна за неизбежне губитке енергије током претворбе улазне снаге у зрачењу моћи, као што су топлотни губици који произилазе из отпорних својстава антенског материјала.
Различити типови антене запошљавају различите методологије израчунавања појачања. За уобичајену параболичку антену, добитак се може приближити коришћењем формуле Г (ДБИ) = 10ЛГ {4.5 × (д / λ0) ²}, где је Д означава пречник параболичног рефлектора, λ0 је централна таласна дужина, а 4,5 је емпиријски подаци изведен из опсежних практичних опажања. Добитак вертикалне свеморидиционе антене може се проценити путем Г (ДБИ) = 10лг {2Л / λ0}, са представљањем дужине антене. Поред тога, добитак се може израчунати на основу полу-напајања (3ДБ) појаса у две главне радине (е-равни и х-равни) користећи формулу Г (ДБИ) = 10ЛГ {32000 / (2θ3дб, Е × 2θ3дб, Х)}, где су 2θ3дб, Е и 2θ3дб, х, и 32000 је такође Емпиријски подаци.
(3) практичне примене добитака
У сценаријима комуникације са дугим опсегом, високим стицама антенама, слично прецизним инструментима, играју виталну улогу. Узмите сателитску комуникацију: значајну удаљеност између сателита и земаља резултира значајним пригушењем сигнала током преноса. Овде антене високог појачања могу интензивно фокусирати сигналну енергију, омогућавајући га да пређе огромне просторне удаљености и тачно достићи циљни пријемник. У комуникацији микроталасних релеја, висококвалитетна антена осигуравају да сигнали одржавају довољно снаге дуж дуготрајне стазе преноса, олакшавајући стабилне и поуздане комуникацијске везе.
Супротно томе, у комуникацијском окружењу кратког домета као што су бежична покривеност бежичношћу, ситуација се разликује. Комплексно подешавање у затвореном простору захтева јединствену расподелу сигнала у више сметничких упутстава да би се задовољили корисницима на различитим локацијама. Отуда, ниско-добитак, све омнидиректни антене претежно се користе. Ове антене функционишу као расипачи сигнала; Иако је јачина сигнала у било којем јединственом смеру релативно скромна, они могу зрачити сигнале свесно у дефинисаном распону, пружајући релативно уједначену покривеност сигнала за унутрашње кориснике у затвореном простору.
ИИ. Поларизација антене: 'просторна оријентација ' електромагнетних таласа
(1) дефиниција и суштина поларизације
Поларизација је физичка количина која прецизно описује просторно оријентацију електричног поља Вектор електромагнетних таласа, дубоко откривајући закон о темпоралном варијацији електричног поља смјера таласа зрачене од антене. Из микроскопске перспективе поларизација одражава режим ротације и оријентационе карактеристике електричног поља вектора у простору, имовина која врши дубок утицај на антенским могућностима преноса и рецепције антене.
(2) Анализа врста поларизације
Поларизација антене обухвата три основна категорија: линеарна поларизација, кружна поларизација и елиптична поларизација. Линеарна поларизација је додатно подељена у хоризонталну и вертикалну поларизацију. Вертикално поларизовани талас има свој електрични смјер окомито на земљу, док хоризонтално поларизовани талас има електрични смјер поља паралелно са земљом. Поред тога, поларизације на 45 ° до земље, као што су + 45 ° или -45 °, спадају под линеарну категорију поларизације. Кружна поларизација је класификована у лијеву кружну поларизацију и десну кружну поларизацију на основу ротационог смера вектора електричног поља, чија је просторна путања кружна. Елиптична поларизација је општа облика, комбинујући карактеристике линеарне и кружне поларизације, са вектором електричног поља који траже елиптични пут у свемиру. И кружне и линеарне поларизације могу се сматрати посебним случајевима елиптичне поларизације под одређеним условима.
(3) Примјене примене поларизације у разним областима
У радио и телевизијском емитовању, вертикална поларизација се често усваја како би се осигурало стабилно широко подручје сигнала. То је зато што су вертикално поларизовани таласи релативно мање подложни рефлексији и вишеструким ефектима током ширења, омогућавајући стабилан пренос сигнала.
Антене за базне станице за мобилну комуникацију претежно користе хоризонталну поларизацију или ± 45 ° унакрсна поларизација. Хоризонтална поларизација нуди предности у олакшавању сметњи кокасине, док је ± 45 ° унакрсна поларизација адапше се на сложено и динамично мобилно комуникацијско окружење, унапређујући могућност да прими сигнале из различитих праваца и побољшању поузданости и капацитета комуникационог система.
У сателитској комуникацији преферирају се кружно поларизоване антене. Захваљујући континуираном ставу варијације сателита у простору и уплитања разних сложених фактора током ширења сигнала, кружно поларизоване антене могу ефикасно смањити губитак сигнала изазваним слабим слабилицом, обезбеђујући несметану комуникацију између сателита и земаља.
У РФИД системима, кружно поларизоване антене су такође пресудне. Они омогућавају ефикасну идентификацију ознака у различитим оријентацијама, значајно побољшавајући ефикасност и тачност система и пружању робусне подршке за бројне апликације за пријаву као што су системи управљања логистиком и системи за контролу приступа.
ИИИ. Грична ширина антене: Тхе 'фреквенцијски опсег ' за ефикасан рад
(1) дефиниција пропусне ширине
Антена опсега ширине се односи на фреквенцијски распон у оквиру којег антена може ефикасно радити. Унутар овог асортимана, антена задовољава унапред дефинисане критеријуме за перформансе, укључујући рафине, стајаће таласне односа и карактеристике поларизације. Служи као фреквенцијски опсег где се могу пренијети и примљени сигнали различитих фреквенција, а антена обезбеђује повољно окружење за ове процесе.
(2) Различење типова пропусне ширине
Заједничке дефиниције пропусне траке антене укључују апсолутну пропусност и релативну ширину опсега. Апсолутна пропусна ширина је разлика између горње и доње границе антене радног фреквенције, са јединицама као што су Хертз (Хз), килохертз (кХз) или мегахертз (МХз). На пример, антена која ради са 1 ГХз до 2ГХз има апсолутну пропусност од 1ГХз. Релативна ширина опсега је однос апсолутне пропусне ширине до центра фреквенције, обично изражено у проценту. Централна фреквенција се може израчунати помоћу аритметичке средине, ФЦентер = (ФМАКС + ФМИН) / 2 или геометријска средња вредност, која је превладава на логаритамичкој скали, ФЦЕНТРЕР = СКРТ (ФЦЕНТЕР = СКРТ (ФЦЕНТЕР = СКРТ). Релативна пропусна ширина такође се може израчунати као БВЛЕЛ = 2 * (ФМАКС - ФМИН) / (ФМАКС + ФМИН) × 100%. Генерално, уски антене имају релативну пропусност мање од 5%, широкопојасне антене се крећу од 5% на 25%, а ултра-широкопојасне антене прелазе 25%.
(3) Захтеви за пријаву пропусне ширине у различитим сценаријима
Затешке антене, због снажне фреквенцијске селективности, запослени су у комуникацијским системима који захтевају прецизност високе фреквенције. На пример, на радио и телевизијском преносу, где су радна фреквенција релативно фиксни, уске антене пружају стабилан пренос сигнала на одређеним фреквенцијама, избегавајући сметње из других фреквенцијских сигнала. Специјализовани бежични комуникациони системи, као што су они у одређеним доменима индустријских контрола са строгим захтевима за стабилност фреквенције и имунитет за сметње, такође користи од уских антена.
Широкопојасне антене су погодне за сложене сценарије комуникације који захтевају покривање више фреквенцијских опсега. У базним станицама мобилне комуникације, Еволвинг комуникациона технологија захтева подршку за вишеструки пренос сигнала за испуњавање различитих потреба корисника и услуга. Широкопојасни антене одржавају задовољавајуће перформансе у широком фреквенцијском опсегу, осигуравајући ефикасну комуникацију између основних станица и разних терминалних уређаја. Слично томе, бежичне локалне мреже (ВЛАН) се ослањају на широкопојасне антене како би се прилагодили бежичним уређајима различитих стандарда и фреквенцијских опсега, нудећи кориснике практично и велике мрежне повезаности.
Ултра широкопојасне антене играју јединствену улогу у радарском откривању. Њихова изузетно широка пропусност пружа могућности за препознавање циљеве високе резолуције, омогућавајући тачну идентификацију циљног положаја, облика и статуса покрета. У краткорочној комуникацији са великим брзинама, као што су у затвореном преносу података у унутрашњости, ултра-широкопојасне антене да би постигли своју велику пропусност да би постигли стопе података неколико гигабита у секунди, испуњавајући потражњу велике брзине, преношење података великих капацитета.
ИВ. Међусобно повезаност и свеобухватно разматрање три индикатора
Три кључна показатеља појачавања антене, поларизације и опсега ширине нису изоловане; Они су међусобно повезани и међусобно утицајни. Дизајн антене често захтева пажљиве компромисе и оптимизације међу тим показатељима.
Повећавање појачаве антене обично укључује сужавање зрачења зрачења. Иако ово побољшава снагу сигнала у одређеном правцу, истовремено смањује ширину појаса. То је зато што сужавање греда пропада мења одговор антене на сигнале различитих фреквенција, смањујући ефикасну распону рада.
Карактеристике поларизације такође утичу на појас антене и добију перформансе. Антене са различитим начинима поларизације показују различите просторне дистрибуције и обрасци варијације вектора електричног поља током сигналног зрачења и пријем, што доводи до разлика у њиховим способностима спајања са сигналима различитих фреквенција. На пример, кружна поларизована антена може показати одличне перформансе добити у одређеним фреквенцијама, али искуство стекну деградацију у другима због фактора попут неусклађености поларизације, на тај начин утичу на перформансе пропусности.
У практичним применама, свеобухватно разматрање ове три индикатора је од суштинског значаја засновано на специфичним захтевима и сценаријама комуникације при избору или дизајнирању одговарајуће антене. На пример, у планинском пројекту комуникације са високим захтевима на распону покривања сигнала, усмереност и строга ограничења фреквенције, високих појачаних, уска појава са режим поларизације, како би се могло осигурати сигнала да се сигналима прелазе сложени терен и тачно покривају циљни простор и тачно покривају циљну површину. У великој шопинг тржног центра у затвореном комуникацијском окружењу, које је потребно да подржи више бежичних уређаја и има високе захтеве за сигналну пропусност и уједначеност са покривањем, широкопојасни, ниским антеном са ниским појачањем на режим поларизације, прилагођавају се најповољнијим у затвореним рефлекторима, пружајући стабилне и велике брзине бежичне мреже.
Укратко, темељно разумевање три кључна показатеља антене, поларизације и пропусности, заједно са њиховим међусобним бродовима, формира Фондацију за постизање ефикасне и поуздане бежичне комуникације. Само кроз рационалну оптимизацију и конфигурацију ових показатеља на основу одређених потреба у практичним апликацијама могу да доставе оптималне перформансе, пружајући чврст темељ за унапређење бежичне комуникације.
