Utila parametro kalkulanta la ricevan potencon de anteno estas laefika areoaŭefika aperturoSupozu, ke ebena ondo kun la sama polarigo kiel la ricevanta anteno incidas sur la antenon. Plue supozu, ke la ondo vojaĝas al la anteno en la direkto de maksimuma radiado de la anteno (la direkto, el kiu la plej granda potenco estus ricevata).
Tiam laefika aperturoparametro priskribas kiom da potenco estas kaptita de donita ebena ondo. Estupestu la potencdenseco de la ebena ondo (en W/m^2). SeP_treprezentas la potencon (en vatoj) ĉe la antenterminaloj haveblaj al la ricevilo de la anteno, tiam:
Tial, la efika areo simple reprezentas kiom da potenco estas kaptita de la ebena ondo kaj liverita de la anteno. Ĉi tiu areo enkalkulas la perdojn proprajn al la anteno (omaj perdoj, dielektrikaj perdoj, ktp.).
Ĝenerala rilato por la efektiva aperturo laŭ la pinta antengajno (G) de iu ajn anteno estas donita per:
Efektiva aperturo aŭ efika areo povas esti mezuritaj sur faktaj antenoj per komparo kun konata anteno kun donita efika aperturo, aŭ per kalkulo uzanta la mezuritan gajnon kaj la supran ekvacion.
Efektiva aperturo estos utila koncepto por kalkuli ricevitan potencon de ebena ondo. Por vidi tion en ago, iru al la sekva sekcio pri la transmisia formulo de Friis.
La Friis Transmisio-Ekvacio
Sur ĉi tiu paĝo, ni prezentas unu el la plej fundamentaj ekvacioj en antenteorio, laFriis-Transmisia EkvacioLa Friis-transmisia ekvacio estas uzata por kalkuli la potencon ricevitan de unu anteno (kun gajnoG1), kiam elsendita de alia anteno (kun gajnoG2), apartigitaj per distancoR, kaj funkciante je frekvencofaŭ ondolongo lambdo. Ĉi tiu paĝo valoras legi kelkfoje kaj devus esti plene komprenata.
Derivado de Friis Transmission Formula
Por komenci la derivaĵon de la ekvacio de Friis, konsideru du antenojn en libera spaco (sen obstrukcoj proksime) apartigitajn per distancoR:
Supozu, ke ()Vatoj da totala potenco estas liverataj al la sendilo-anteno. Nuntempe, supozu, ke la sendilo-anteno estas ĉiudirekta, senperda, kaj ke la ricevilo-anteno estas en la fora kampo de la sendilo-anteno. Tiam la potenco-densecop(en Vatoj por kvadrata metro) de la ebena ondo incidenta sur la ricevantan antenon distanconRde la elsenda anteno estas donita per:
Figuro 1. Sendiloj (Tx) kaj Riceviloj (Rx) apartigitaj perR.
Se la elsenda anteno havas antenan gajnon en la direkto de la ricevanta anteno donita per (), tiam la potencdenseca ekvacio supre fariĝas:
La gajno-periodo enkalkulas la direktecon kaj perdojn de reala anteno. Supozu nun, ke la ricevanta anteno havas efikan aperturon donitan per(). Tiam la povumo ricevita de ĉi tiu anteno ( ) estas donita per:
Ĉar la efika aperturo por iu ajn anteno ankaŭ povas esti esprimita kiel:
La rezulta ricevita potenco povas esti skribita kiel:
Ekvacio 1
Ĉi tio estas konata kiel la Transmisia Formulo de Friis. Ĝi rilatigas la perdon en la libera spaco, antengajnojn kaj ondolongon al la ricevitaj kaj dissendaj potencoj. Ĉi tio estas unu el la fundamentaj ekvacioj en antenteorio, kaj oni devus memori ĝin (same kiel la supra derivaĵo).
Alia utila formo de la Friis-a Transmisia Ekvacio estas donita en Ekvacio [2]. Ĉar ondolongo kaj frekvenco f estas rilataj per la lumrapideco c (vidu enkondukon al frekvenca paĝo), ni havas la Friis-an Transmisian Formulon laŭ frekvenco:
Ekvacio2
Ekvacio [2] montras, ke pli da potenco perdiĝas ĉe pli altaj frekvencoj. Ĉi tio estas fundamenta rezulto de la Friis-Transmisia Ekvacio. Ĉi tio signifas, ke por antenoj kun specifaj gajnoj, la energi-transdono estos plej alta ĉe pli malaltaj frekvencoj. La diferenco inter la ricevita potenco kaj la transdonita potenco estas konata kiel vojperdo. Dirite alimaniere, la Friis-Transmisia Ekvacio diras, ke la vojperdo estas pli alta por pli altaj frekvencoj. La graveco de ĉi tiu rezulto el la Friis-Transmisia Formulo ne povas esti troigita. Tial poŝtelefonoj ĝenerale funkcias je malpli ol 2 GHz. Eble estas pli da frekvenca spektro havebla ĉe pli altaj frekvencoj, sed la asociita vojperdo ne ebligos kvalitan ricevon. Kiel plia konsekvenco de la Friss-Transmisia Ekvacio, supozu, ke oni demandas vin pri 60 GHz-antenoj. Rimarkante, ke ĉi tiu frekvenco estas tre alta, vi eble asertus, ke la vojperdo estos tro alta por longdistanca komunikado - kaj vi estas absolute prava. Ĉe tre altaj frekvencoj (60 GHz estas foje nomata la mm (milimetra ondo) regiono), la vojperdo estas tre alta, do nur punkt-al-punkta komunikado eblas. Tio okazas kiam la ricevilo kaj sendilo estas en la sama ĉambro, kaj unu kontraŭ la alia. Kiel plia konsekvenco de la Transmisia Formulo de Friis, ĉu vi opinias, ke la poŝtelefonaj funkciigistoj estas kontentaj pri la nova LTE (4G) bendo, kiu funkcias je 700MHz? La respondo estas jes: ĉi tio estas pli malalta frekvenco ol antenoj tradicie funkcias, sed el Ekvacio [2], ni rimarkas, ke la vojperdo tial ankaŭ estos pli malalta. Tial, ili povas "kovri pli da tereno" per ĉi tiu frekvenca spektro, kaj oficulo de Verizon Wireless ĵus nomis ĉi tion "altkvalita spektro", ĝuste pro ĉi tiu kialo. Flanka noto: Aliflanke, la poŝtelefonaj fabrikantoj devos instali antenon kun pli granda ondolongo en kompakta aparato (pli malalta frekvenco = pli granda ondolongo), do la laboro de la antenprojektisto fariĝis iom pli komplika!
Fine, se la antenoj ne estas polariz-kongruaj, la supre menciita ricevita potenco povus esti multiplikita per la Polariza Perdo-Faktoro (PLF) por konvene konsideri ĉi tiun miskongruon. La ekvacio [2] supre povas esti ŝanĝita por produkti ĝeneraligitan Friis-Transmisian Formulon, kiu inkluzivas polariz-kongruon:
Ekvacio3
Afiŝtempo: Jan-08-2024

