Utila parametro kalkulanta la ricevan potencon de anteno estas laefika areoaŭefika aperturo.Supozu ke ebena ondo kun la sama polusiĝo kiel la ricevanteno okazas sur la anteno.Plu supozu ke la ondo vojaĝas direkte al la anteno en la direkto de la anteno de maksimuma radiado (la direkto de kiu la plej multe de la potenco estus ricevita).
Tiam laefika aperturoparametro priskribas kiom da potenco estas kaptita de antaŭfiksita ebena ondo.Lasupestu la potencodenseco 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 multe da potenco estas kaptita de la ebena ondo kaj liverita per la anteno.Tiu areo faktoras en la perdoj internaj al la anteno (ohmaj perdoj, dielektraj perdoj, ktp.).
Ĝenerala rilato por la efika aperturo laŭ la pinta antengajno (G) de iu anteno ricevas per:
Efika aperturo aŭ efika areo povas esti mezuritaj sur faktaj antenoj kompare kun konata anteno kun antaŭfiksita efika aperturo, aŭ per kalkulo uzanta la laŭmezuran gajnon kaj ĉi-supran ekvacion.
Efika aperturo estos utila koncepto por kalkuli ricevitan potencon de ebena ondo.Por vidi ĉi tion en ago, iru al la sekva sekcio pri la Friis-transdona formulo.
La Friis Transmisio-Ekvacio
En ĉi tiu paĝo, ni enkondukas unu el la plej fundamentaj ekvacioj en antena teorio, laFriis Transdona Ekvacio.La Friis Transmission Equation estas uzata por kalkuli la potencon ricevitan de unu anteno (kun gajnoG1), kiam transdonite de alia anteno (kun gajnoG2), apartigitaj per distancoR, kaj funkciigante ĉe frekvencofaŭ ondolongo lambda.Ĉi tiu paĝo estas leginda kelkfoje kaj devus esti plene komprenata.
Derivado de Friis Transmission Formula
Por komenci la derivadon de la Friis-Ekvacio, konsideru du antenojn en libera spaco (neniuj obstrukcoj proksime) apartigitaj per distanco.R:
Supozu ke （ ）Vatoj de totala potenco estas liveritaj al la elsenda anteno.Por la momento, supozu, ke la elsenda anteno estas ĉiudirekta, senperda, kaj ke la ricevanteno estas en la malproksima kampo de la elsenda anteno.Tiam la potenco densecop(en Vatoj je kvadrata metro) de la ebena ondo okazanta sur la ricevanteno distancoRde la elsenda anteno estas donita per:
Figuro 1. Sendi (Tx) kaj Ricevu (Rx) Antenoj apartigitaj perR.
Se la elsenda anteno havas antengajnon en la direkto de la ricevanteno donita per （ ） , tiam la elekta denseca ekvacio supre fariĝas:
La gajnotermino influas la direktecon kaj perdojn de reala anteno.Supozu nun, ke la ricevanteno havas efikan aperturon donitan de（ ）.Tiam la potenco ricevita per ĉi tiu anteno ( ) estas donita per:
Ĉar la efika aperturo por iu anteno ankaŭ povas esti esprimita kiel:
La rezulta ricevita potenco povas esti skribita kiel:
Ekvacio 1
Ĉi tio estas konata kiel la Friis Transmission Formula.Ĝi rilatigas la liberspacan padperdon, antengajnojn kaj ondolongon al la ricevitaj kaj elsendaj potencoj.Tio estas unu el la fundamentaj ekvacioj en antenteorio, kaj devus esti memorita (same kiel la derivaĵo supre).
Alia utila formo de la Friis Transmission Equation 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 Transmission Formulan laŭ frekvenco:
Ekvacio 2
Ekvacio [2] montras ke pli da potenco estas perdita ĉe pli altaj frekvencoj.Ĉi tio estas fundamenta rezulto de la Friis Transmission Equation.Ĉi tio signifas, ke por antenoj kun precizigitaj gajnoj, la energitransigo estos plej alta ĉe pli malaltaj frekvencoj.La diferenco inter la potenco ricevita kaj la potenco transdonita estas konata kiel padperdo.Dirita alimaniere, Friis Transmission Equation diras ke la padperdo estas pli alta por pli altaj frekvencoj.La graveco de ĉi tiu rezulto de la Friis Transmission Formula ne povas esti troigita.Tial poŝtelefonoj ĝenerale funkcias je malpli ol 2 GHz.Eble ekzistas pli da frekvenca spektro havebla ĉe pli altaj frekvencoj, sed la rilata padperdo ne ebligos kvalitan ricevon.Kiel plia sekvo de Friss Transmission Equation, supozu, ke vi estas demanditaj pri 60 GHz-antenoj.Rimarkante, ke ĉi tiu frekvenco estas tre alta, vi eble konstatos, ke la vojo perdo estos tro alta por longdistanca komunikado - kaj vi tute pravas.Ĉe tre altaj frekvencoj (60 GHz foje estas referita kiel la mm (milimetra ondo) regiono), la padperdo estas tre alta, tiel ke nur punkt-al-punkta komunikado estas ebla.Ĉi tio okazas kiam la ricevilo kaj dissendilo estas en la sama ĉambro, kaj unu kontraŭ la alia.Kiel plia kongruo de Friis Transmission Formula, ĉu vi pensas, ke la telefonaj telefonistoj ĝojas pri la nova LTE (4G) bando, kiu funkcias je 700MHz?La respondo estas jes: ĉi tio estas pli malalta frekvenco ol antenoj tradicie funkciigas, sed de Ekvacio [2], ni rimarkas ke la vojo perdo do estos pli malalta ankaŭ.Tial ili povas "kovri pli da grundo" per ĉi tiu frekvenca spektro, kaj administranto de Verizon Wireless lastatempe nomis ĉi tiun "altkvalitan spektron", ĝuste pro tio.Flanka Noto: Aliflanke, la fabrikantoj de poŝtelefonoj devos ĝustigi antenon kun pli granda ondolongo en kompakta aparato (pli malalta frekvenco = pli granda ondolongo), do la laboro de la antenoprojektisto iom pli komplikis!
Finfine, se la antenoj ne estas polusiĝo egalitaj, ĉi-supra ricevita potenco povus esti multobligita per la Polarization Loss Factor (PLF) por konvene respondeci pri tiu miskongruo.Ekvacio [2] supre povas esti ŝanĝita por produkti ĝeneraligitan Friis Transmission Formulan, kiu inkludas polusiĝmalkongruon:
Ekvacio 3
Afiŝtempo: Jan-08-2024
