1.Какво е антена?
Както всички знаем, има всякакви wireless комуникационни устройствав живота ни, като връзка за видео надолу с дрон,безжична връзка за робот, цифрова мрежеста системаи тези системи за радиопредаване използват радиовълни за безжично предаване на информация като видео, глас и данни.Антената е устройство, използвано за излъчване и приемане на радиовълни.
2. Честотна лента на антената
Когато работната честота на антената се промени, степента на промяна на съответните електрически параметри на антената е в допустимия диапазон.Допустимият честотен диапазон в този момент е ширината на честотната лента на антената, обикновено наричана честотна лента.Всяка антена има определена работна честотна лента и няма съответен ефект извън тази честотна лента.
Абсолютна честотна лента: ABW=fmax - fmin
Относителна честотна лента: FBW=(fmax - fmin)/f0×100%
f0=1/2(fmax + fmin) е централната честота
Когато антената работи на централната честота, коефициентът на стояща вълна е най-малък и ефективността е най-висока.
Следователно формулата за относителната честотна лента обикновено се изразява като: FBW=2(fmax- fmin)/(fmax+ fmin)
Тъй като широчината на честотната лента на антената е работният честотен диапазон, където един или някои от електрическите параметри на антената отговарят на изискванията, могат да се използват различни електрически параметри за измерване на широчината на честотната лента.Например, широчината на честотната лента, съответстваща на 3dB ширината на лоба (ширината на лоба се отнася до ъгъла между две точки, където интензитетът на излъчване намалява с 3dB, т.е. плътността на мощността намалява наполовина, от двете страни на максималната посока на излъчване на главния лоб), и ширината на честотната лента, където съотношението на стоящите вълни отговаря на определени изисквания.Сред тях най-често използваната е честотната лента, измерена чрез коефициента на стояща вълна.
3. Връзката между работната честота и размера на антената
В същата среда скоростта на разпространение на електромагнитните вълни е сигурна (равна на скоростта на светлината във вакуум, записана като c≈3×108m/s).Съгласно c=λf може да се види, че дължината на вълната е обратно пропорционална на честотата и двете са единствената съответстваща връзка.
Дължината на антената е право пропорционална на дължината на вълната и обратно пропорционална на честотата.Тоест, колкото по-висока е честотата, толкова по-къса е дължината на вълната и толкова по-къса може да се направи антената.Разбира се, дължината на антената обикновено не е равна на една дължина на вълната, но често е 1/4 дължина на вълната или 1/2 дължина на вълната (обикновено се използва дължината на вълната, съответстваща на централната работна честота).Защото, когато дължината на един проводник е цяло число, кратно на 1/4 дължина на вълната, проводникът проявява резонансни характеристики при честотата на тази дължина на вълната.Когато дължината на проводника е 1/4 дължина на вълната, той има последователни резонансни характеристики, а когато дължината на проводника е 1/2 дължина на вълната, има паралелни резонансни характеристики.В това състояние на резонанс антената излъчва силно и ефективността на преобразуване на предаване и приемане е висока.Въпреки че излъчването на осцилатора надвишава 1/2 от дължината на вълната, излъчването ще продължи да се усилва, но противофазовото излъчване на излишната част ще доведе до ефект на анулиране, така че общият ефект на излъчване е компрометиран.Следователно обикновените антени използват единица за дължина на осцилатора от 1/4 дължина на вълната или 1/2 дължина на вълната.Сред тях антената с 1/4 дължина на вълната използва основно земята като огледало вместо полувълновата антена.
Антената с 1/4 дължина на вълната може да постигне идеално съотношение на стоящи вълни и ефект на използване чрез регулиране на масива и в същото време може да спести място за инсталиране.Антените с тази дължина обаче обикновено имат ниско усилване и не могат да отговорят на нуждите на определени сценарии за предаване с високо усилване.В този случай обикновено се използват антени с 1/2 дължина на вълната.
В допълнение, на теория и практика е доказано, че решетката с дължина на вълната 5/8 (тази дължина е близка до 1/2 дължина на вълната, но има по-силно излъчване от 1/2 дължина на вълната) или решетката с дължина на вълната 5/8 за скъсяване на натоварването (има зареждаща намотка на половината от разстоянието на дължината на вълната от върха на антената) също може да бъде проектирана или избрана, за да се получи рентабилна антена с по-голямо усилване.
Може да се види, че когато знаем работната честота на антената, можем да изчислим съответната дължина на вълната и след това в комбинация с теорията на предавателната линия, условията на монтажното пространство и изискванията за усилване на предаването, можем грубо да знаем подходящата дължина на необходимата антена .
Време на публикуване: 13 октомври 2023 г
