1. Hvad er antenne?
Som vi alle ved, findes der alle slags wuløselige kommunikationsenhederi vores liv, såsom drone video downlink,trådløs forbindelse til robot, digitalt mesh systemog disse radiotransmissionssystemer bruger radiobølger til trådløst at transmittere information såsom video, stemme og data.En antenne er en enhed, der bruges til at udstråle og modtage radiobølger.
2.Antenne båndbredde
Når antennens driftsfrekvens ændres, er graden af ændring af de relevante elektriske parametre for antennen inden for det tilladte område.Det tilladte frekvensområde på dette tidspunkt er antennens frekvensbåndbredde, normalt benævnt båndbredde.Enhver antenne har en vis driftsbåndbredde, og den har ingen tilsvarende effekt uden for dette frekvensbånd.
Absolut båndbredde: ABW=fmax - fmin
Relativ båndbredde: FBW=(fmax - fmin)/f0×100 %
f0=1/2(fmax + fmin) er centerfrekvensen
Når antennen arbejder på centerfrekvensen, er forholdet mellem stående bølger det mindste, og effektiviteten er den højeste.
Derfor er formlen for relativ båndbredde normalt udtrykt som: FBW=2(fmax-fmin)/(fmax+fmin)
Fordi antennebåndbredden er det driftsfrekvensområde, hvor en eller nogle af antennens elektriske ydeevneparametre opfylder kravene, kan forskellige elektriske parametre bruges til at måle frekvensbåndbredden.For eksempel frekvensbåndsbredden svarende til 3dB lobbredden (lobebredden refererer til vinklen mellem to punkter, hvor strålingsintensiteten falder med 3dB, dvs. effekttætheden falder med det halve, på begge sider af den maksimale strålingsretning af hovedloben), og frekvensbåndsbredden, hvor stående bølgeforhold opfylder visse krav.Blandt dem er den mest almindeligt anvendte båndbredde målt ved stående bølgeforhold.
3. Forholdet mellem driftsfrekvens og antennestørrelse
I det samme medium er udbredelseshastigheden af elektromagnetiske bølger sikker (lig med lysets hastighed i et vakuum, optaget som c≈3×108m/s).Ifølge c=λf kan det ses, at bølgelængden er omvendt proportional med frekvensen, og de to er det eneste tilsvarende forhold.
Længden af antennen er direkte proportional med bølgelængden og omvendt proportional med frekvensen.Det vil sige, at jo højere frekvens, jo kortere bølgelængde, og jo kortere kan antennen laves.Længden af antennen er naturligvis normalt ikke lig med én bølgelængde, men er ofte 1/4 bølgelængde eller 1/2 bølgelængde (almindeligvis bruges den bølgelængde, der svarer til den centrale driftsfrekvens).For når længden af en leder er et heltal med 1/4 bølgelængde, udviser lederen resonanskarakteristika ved frekvensen af den bølgelængde.Når lederlængden er 1/4 bølgelængde, har den serieresonanskarakteristika, og når lederlængden er 1/2 bølgelængde, har den parallelle resonanskarakteristika.I denne resonanstilstand udstråler antennen kraftigt, og transmissions- og modtagekonverteringseffektiviteten er høj.Selvom strålingen fra oscillatoren overstiger 1/2 af bølgelængden, vil strålingen fortsætte med at blive forstærket, men modfasestrålingen fra den overskydende del vil frembringe en annulleringseffekt, så den samlede strålingseffekt kompromitteres.Derfor bruger almindelige antenner oscillatorlængdeenheden på 1/4 bølgelængde eller 1/2 bølgelængde.Blandt dem bruger 1/4-bølgelængdeantennen hovedsageligt jorden som et spejl i stedet for halvbølgeantennen.
1/4 bølgelængdeantenne kan opnå ideelt stående bølgeforhold og brugseffekt ved at justere arrayet, og det kan samtidig spare installationsplads.Imidlertid har antenner af denne længde normalt lav forstærkning og kan ikke opfylde behovene i visse højforstærkningsscenarier.I dette tilfælde bruges normalt 1/2-bølgelængdeantenner.
Derudover er det blevet bevist i teori og praksis, at 5/8 bølgelængdearrayet (denne længde er tæt på 1/2 bølgelængde, men har stærkere stråling end 1/2 bølgelængde) eller 5/8 bølgelængdebelastningsforkortningsarrayet (der er en ladespole i halvdelen af bølgelængdeafstanden fra toppen af antennen) kan også designes eller vælges til at få en omkostningseffektiv antenne med højere forstærkning.
Det kan ses, at når vi kender antennens driftsfrekvens, kan vi beregne den tilsvarende bølgelængde, og derefter kombineret med transmissionslinjeteorien, installationspladsforhold og transmissionsforstærkningskrav, kan vi groft kende den passende længde af den nødvendige antenne .
Indlægstid: 13. oktober 2023
