Kio estas antena direkteco?
Rapida respondo:Antenodirekteco priskribas kiom forte anteno koncentras radian potencon en specifa direkto kompare kun ideala izotropa radiatoro. Izotropa radiatoro havas direktecon de 1, aŭ 0 dBi.
Pli alta direkteco produktas pli mallarĝan, pli fokusitan radian padronon, dum pli malalta direkteco provizas pli larĝan angulan kovron. Direkteco dependas de la formo de la radia padrono kaj ne inkluzivas antenperdojn.
La normaligita radiada padrono povas esti esprimita en sferaj koordinatoj kiel:
Normaligita Radiada Padrono
Formulo de Antena Direktiveco
Normigita radiada padrono havas la saman formon kiel la originala padrono, sed ĝia maksimuma valoro estas skalita al 1. Antena direkteco, skribita kielD, komparas la maksimuman radian intensecon kun la meza radia intenseco trans ĉiuj direktoj.
La denominatoro de la ekvacio reprezentas la tutan padronon integritan super sfero. Dividante la pintan valoron per ĉi tiu spaca averaĝo, oni vidas kiom forte la anteno koncentras energion en sia ĉefa direkto.
Direktiveco kontraŭ Gajno
Direktiveco priskribas nur kiel la radiada padrono estas koncentrita. Antena gajno ankaŭ klarigas radiadan efikecon, inkluzive de konduktivaj kaj dielektraj perdoj.
La rilato estasG = ηD, kieGestas gajno,ηestas la radiada efikeco, kajDestas direkteco. Senperda anteno havas gajnon egalan al sia direkteco; en reala anteno, gajno estas normale pli malalta. Ambaŭ valoroj estas kutime esprimitaj en dBi kiam referencitaj al izotropa radiatoro.
Ekzemplo de Kalkulo de Direktiveco
Ekzemple, konsideru la sekvajn du ekvaciojn por la radiada padrono de du antenoj.
Anteno 1
Anteno 2
Radiada Padrono kaj Direktiveco
La jenaj padronoj varias laŭ la polusa anguloθkaj estas supozataj resti konstantaj kun azimuto. Anteno 1 disvastigas sian radiadon pli larĝe, dum Anteno 2 koncentras pli da energio ĉirkaŭ sia ĉefa direkto.
Ĉar pli mallarĝa ĉeffasko reprezentas pli grandan koncentriĝon de radia potenco, oni atendas, ke Anteno 2 havos la pli altan direktecon.
Figuro 1. Komparo de la du normaligitaj radiadaj padronoj. La pli densa padrono havas pli altan direktecon.
Rezultoj de Kalkulo de Direkteco
Aplikante la direktecan ekvacion al la du ekzemplaj padronoj donas:
- Anteno 1:D = 1,273, aŭ 1,05 dBi
- Anteno 2:D = 2,707, aŭ 4,32 dBi
Anteno 2 havas la pli altan direktecon ĉar ĝia radiado estas pli koncentrita ĉirkaŭ la pinta direkto. Izotropa radiatoro estas uzata kiel la 0 dBi-referenco, kvankam ĝi estas ideala modelo anstataŭ realigebla fizika anteno.
Aplikoj de Alta kontraŭ Malalta Direktiveco
Malalt-direktivecaj antenojprovizas larĝan angulan kovron kaj estas utilaj kiam signaloj povas alveni el malsamaj direktoj, kiel porteblaj aparatoj, veturilaj radioj kaj ĝenerala sendrata aliro.
Alt-direktivecaj antenojfokusigi energion en pli mallarĝan faskon. Ili estas preferataj por satelitaj ligiloj, radaro, teledetektado kaj punkto-al-punkta komunikado, kie la dezirata direkto estas konata.
La suba tabelo montras proksimumajn direktecajn intervalojn por pluraj komunaj antenspecoj.
Tipaj Antenaj Direktivecaj Valoroj
| Antenotipo | Proksimuma direkteca proporcio | Proksimuma direkteco (dBi) |
|---|---|---|
| Mallonga dipolo | 1.5 | 1.76 |
| Duononda dipolo | 1.64 | 2.15 |
| Pecetanteno | 3.2-6.3 | 5-8 |
| Korna anteno | 10-100 | 10-20 |
| Plado-anteno | 10-10,000 | 10-40 |
Ĉi tiuj valoroj estas reprezentaj intervaloj. La efektiva direkteco dependas de frekvenco, elektra grandeco, geometrio, lumigo kaj funkciaj kondiĉoj.
Kiel oni mezuras la direkton de anteno?
Direktiveco estas kutime determinita el mezurita radiada padrono. La anteno sub testo estas karakterizita laŭ azimuto kaj alto, kaj la rezultaj kampo- aŭ potenco-datumoj estas normaligitaj por krei tridimensian padronon.
- Mezuru la relativan radiadnivelon super la bezonata angula intervalo.
- Identigu la maksimuman radiadan intensecon.
- Integru la radiadan padronon super solida angulo por akiri la spacan averaĝon.
- Dividu la pintan intensecon per la meza intenseco kaj esprimu la rezulton kiel rilatumon aŭ en dBi.
Kontrolitaanteno-testadohelpas redukti reflektojn kaj mezurnecertecon dum taksado de radiadaj padronoj, gajno, polusiĝo kaj direkteco.
Kiel Antena Grandeco Afektas Direktivecon
Elektra grandeco forte influas la radiadan padronon. Malgranda unu-elementa anteno normale produktas larĝan faskon kaj relative malaltan direktecon. Pligrandigi la efikan aperturon en ondolongoj permesas al anteno aŭ aro formi pli mallarĝan faskon kaj atingi pli altan direktecon.
- Pli malalta direkteco:utila por larĝ-area kovrado kaj signaloj alvenantaj el pluraj direktoj.
- Pli alta direkteco:utila por fokusitaj ligiloj, plibonigita angula selektiveco, kaj malakcepto de signaloj ekster la ĉefradio.
Direktiveco ne estas determinita nur de fizika grandeco. Geometrio, kurenta distribuo, interspaco kaj fazado de la aroj, aperturlumo kaj funkcianta frekvenco ĉiuj influas la finan radiadan padronon.
Pli mallarĝa trabo ĝenerale respondas al pli alta direkteco, sed ĝi ankaŭ postulas pli precizan direktadon kaj vicigon. Por la rilato inter direkteco, efikeco kaj realigita rendimento, viduantena efikeco kaj gajno.
Oftaj Demandoj
Kio estas antena direkteco simple dirite?
Ĝi estas mezuro de kiom forte anteno koncentras radiadon en unu direkto kompare kun la meza radiado tra ĉiuj direktoj.
Ĉu antena direkteco estas la sama kiel gajno?
Ne. Direktiveco priskribas la koncentriĝon de la ŝablono, dum gajno ankaŭ inkluzivas la efikecon de la radiado. Ilia rilato estas G = ηD.
Kion signifas 0 dBi direkteco?
Ĝi respondas al ideala izotropa radiatoro kun direkteca proporcio de 1. Ĝi estas la referenco uzata por esprimi direktecon en dBi.
Kiel oni povas pliigi la direktecon de anteno?
Direktiveco povas esti pliigita per pligrandigo de la efika elektra aperturo, uzante reflektorojn aŭ lensojn, formante arojn kun kontrolita amplitudo kaj fazo, aŭ selektante geometrion kiu produktas pli mallarĝan ĉeffaskon.
Ĉu pli alta direkteco ĉiam signifas pli bonan antenon?
Ne. Pli alta direkteco estas utila kiam la cela direkto estas konata, sed larĝa kovro povas esti pli grava por moveblaj aŭ multdirektaj aplikoj. La ĝusta elekto dependas de la ligo, kovro, bendolarĝo, efikeco kaj instalaĵaj postuloj.
Por helpo pri elektado aŭ testado de anteno por via apliko,kontaktu RF MISOaŭ retpoŝtoinfo@rf-miso.com.
Afiŝtempo: 7-a de novembro 2023
