1.Was ist eine Antenne?
Wie wir alle wissen, gibt es alle Arten von WDrahtlose Kommunikationsgerätein unserem Leben, wie zum Beispiel Drohnen-Video-Downlink,Drahtlose Verbindung für Roboter, digitales Mesh-Systemund diese Funkübertragungssysteme nutzen Funkwellen, um Informationen wie Video, Sprache und Daten drahtlos zu übertragen.Eine Antenne ist ein Gerät zum Ausstrahlen und Empfangen von Radiowellen.
2.Antennenbandbreite
Wenn sich die Betriebsfrequenz der Antenne ändert, liegt der Grad der Änderung der relevanten elektrischen Parameter der Antenne im zulässigen Bereich.Der zu diesem Zeitpunkt zulässige Frequenzbereich ist die Antennenfrequenzbandbreite, die üblicherweise als Bandbreite bezeichnet wird.Jede Antenne hat eine bestimmte Betriebsbandbreite und hat außerhalb dieses Frequenzbandes keine entsprechende Wirkung.
Absolute Bandbreite: ABW=fmax - fmin
Relative Bandbreite: FBW=(fmax - fmin)/f0×100 %
f0=1/2(fmax + fmin) ist die Mittenfrequenz
Wenn die Antenne bei der Mittenfrequenz arbeitet, ist das Stehwellenverhältnis am kleinsten und der Wirkungsgrad am höchsten.
Daher wird die Formel der relativen Bandbreite normalerweise ausgedrückt als: FBW=2(fmax- fmin)/(fmax+ fmin)
Da die Antennenbandbreite der Betriebsfrequenzbereich ist, in dem einer oder mehrere der elektrischen Leistungsparameter der Antenne die Anforderungen erfüllen, können verschiedene elektrische Parameter zur Messung der Frequenzbandbreite verwendet werden.Beispielsweise entspricht die Frequenzbandbreite der Keulenbreite von 3 dB (die Keulenbreite bezieht sich auf den Winkel zwischen zwei Punkten, an denen die Strahlungsintensität auf beiden Seiten der maximalen Strahlungsrichtung um 3 dB abnimmt, d. h. die Leistungsdichte um die Hälfte abnimmt). der Hauptkeule) und die Frequenzbandbreite, bei der das Stehwellenverhältnis bestimmte Anforderungen erfüllt.Unter diesen wird am häufigsten die Bandbreite verwendet, die anhand des Stehwellenverhältnisses gemessen wird.
3. Die Beziehung zwischen Betriebsfrequenz und Antennengröße
Im gleichen Medium ist die Ausbreitungsgeschwindigkeit elektromagnetischer Wellen sicher (gleich der Lichtgeschwindigkeit im Vakuum, aufgezeichnet als c≈3×108m/s).Gemäß c = λf ist ersichtlich, dass die Wellenlänge umgekehrt proportional zur Frequenz ist und die beiden die einzige entsprechende Beziehung darstellen.
Die Länge der Antenne ist direkt proportional zur Wellenlänge und umgekehrt proportional zur Frequenz.Das heißt, je höher die Frequenz, desto kürzer die Wellenlänge und desto kürzer kann die Antenne gebaut werden.Natürlich entspricht die Länge der Antenne normalerweise nicht einer Wellenlänge, sondern beträgt häufig 1/4 Wellenlänge oder 1/2 Wellenlänge (im Allgemeinen wird die Wellenlänge verwendet, die der zentralen Betriebsfrequenz entspricht).Denn wenn die Länge eines Leiters ein ganzzahliges Vielfaches von 1/4 Wellenlänge ist, weist der Leiter Resonanzeigenschaften bei der Frequenz dieser Wellenlänge auf.Wenn die Leiterlänge 1/4 Wellenlänge beträgt, hat er Reihenresonanzeigenschaften, und wenn die Leiterlänge 1/2 Wellenlänge beträgt, hat er Parallelresonanzeigenschaften.In diesem Resonanzzustand strahlt die Antenne stark und die Übertragungs- und Empfangsumwandlungseffizienz ist hoch.Obwohl die Strahlung des Oszillators die Hälfte der Wellenlänge überschreitet, wird die Strahlung weiterhin verstärkt, aber die gegenphasige Strahlung des überschüssigen Teils erzeugt einen Aufhebungseffekt, sodass der Gesamtstrahlungseffekt beeinträchtigt wird.Daher verwenden herkömmliche Antennen die Oszillatorlängeneinheit von 1/4 Wellenlänge oder 1/2 Wellenlänge.Unter diesen nutzt die 1/4-Wellenlängenantenne anstelle der Halbwellenantenne hauptsächlich die Erde als Spiegel.
Eine 1/4-Wellenlängenantenne kann durch Anpassen des Arrays ein ideales Stehwellenverhältnis und einen idealen Nutzungseffekt erzielen und gleichzeitig Installationsraum sparen.Antennen dieser Länge haben jedoch normalerweise einen geringen Gewinn und können die Anforderungen bestimmter Übertragungsszenarien mit hohem Gewinn nicht erfüllen.In diesem Fall werden üblicherweise 1/2-Wellenlängen-Antennen verwendet.
Darüber hinaus wurde in Theorie und Praxis bewiesen, dass das 5/8-Wellenlängen-Array (diese Länge liegt nahe an der halben Wellenlänge, hat aber eine stärkere Strahlung als die halbe Wellenlänge) oder das 5/8-Wellenlängen-Beladungsverkürzungsarray (es gibt). Eine Ladespule im halben Wellenlängenabstand von der Oberseite der Antenne kann ebenfalls entworfen oder ausgewählt werden, um eine kostengünstige Antenne mit höherem Gewinn zu erhalten.
Es ist ersichtlich, dass wir, wenn wir die Betriebsfrequenz der Antenne kennen, die entsprechende Wellenlänge berechnen und dann in Kombination mit der Übertragungsleitungstheorie, den Installationsraumbedingungen und den Übertragungsverstärkungsanforderungen grob die geeignete Länge der erforderlichen Antenne ermitteln können .
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 13. Okt. 2023
