1.Τι είναι η κεραία;
Όπως όλοι γνωρίζουμε, υπάρχουν όλα τα είδη wσυσκευές ασύρματης επικοινωνίαςστις ζωές μας, όπως η σύνδεση βίντεο με drone,ασύρματη σύνδεση για ρομπότ, σύστημα ψηφιακού πλέγματοςκαι αυτά τα συστήματα ραδιομετάδοσης χρησιμοποιούν ραδιοκύματα για ασύρματη μετάδοση πληροφοριών όπως βίντεο, φωνή και δεδομένα.Η κεραία είναι μια συσκευή που χρησιμοποιείται για την ακτινοβολία και τη λήψη ραδιοκυμάτων.
2.Εύρος ζώνης κεραίας
Όταν αλλάζει η συχνότητα λειτουργίας της κεραίας, ο βαθμός μεταβολής των σχετικών ηλεκτρικών παραμέτρων της κεραίας είναι εντός του επιτρεπόμενου εύρους.Το επιτρεπόμενο εύρος συχνοτήτων αυτή τη στιγμή είναι το εύρος ζώνης συχνοτήτων της κεραίας, που συνήθως αναφέρεται ως εύρος ζώνης.Οποιαδήποτε κεραία έχει ένα συγκεκριμένο εύρος ζώνης λειτουργίας και δεν έχει αντίστοιχο αποτέλεσμα εκτός αυτής της ζώνης συχνοτήτων.
Απόλυτο εύρος ζώνης: ABW=fmax - fmin
Σχετικό εύρος ζώνης: FBW=(fmax - fmin)/f0×100%
f0=1/2(fmax + fmin) είναι η κεντρική συχνότητα
Όταν η κεραία λειτουργεί στην κεντρική συχνότητα, η αναλογία στάσιμων κυμάτων είναι η μικρότερη και η απόδοση είναι η υψηλότερη.
Επομένως, ο τύπος του σχετικού εύρους ζώνης εκφράζεται συνήθως ως: FBW=2(fmax-fmin)/(fmax+ fmin)
Επειδή το εύρος ζώνης της κεραίας είναι το εύρος συχνοτήτων λειτουργίας όπου μία ή μερικές από τις παραμέτρους ηλεκτρικής απόδοσης της κεραίας πληρούν τις απαιτήσεις, μπορούν να χρησιμοποιηθούν διαφορετικές ηλεκτρικές παράμετροι για τη μέτρηση του πλάτους της ζώνης συχνοτήτων.Για παράδειγμα, το πλάτος της ζώνης συχνοτήτων που αντιστοιχεί στο πλάτος του λοβού 3 dB (το πλάτος του λοβού αναφέρεται στη γωνία μεταξύ δύο σημείων όπου η ένταση της ακτινοβολίας μειώνεται κατά 3 dB, δηλαδή, η πυκνότητα ισχύος μειώνεται στο μισό, και στις δύο πλευρές της μέγιστης κατεύθυνσης ακτινοβολίας του κύριου λοβού), και το πλάτος της ζώνης συχνοτήτων όπου ο λόγος στάσιμων κυμάτων πληροί ορισμένες απαιτήσεις.Μεταξύ αυτών, το πιο συχνά χρησιμοποιούμενο είναι το εύρος ζώνης που μετράται με το λόγο στάσιμων κυμάτων.
3.Η σχέση μεταξύ συχνότητας λειτουργίας και μεγέθους κεραίας
Στο ίδιο μέσο, η ταχύτητα διάδοσης των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων είναι βέβαιη (ίση με την ταχύτητα του φωτός στο κενό, που καταγράφεται ως c≈3×108m/s).Σύμφωνα με c=λf, μπορεί να φανεί ότι το μήκος κύματος είναι αντιστρόφως ανάλογο με τη συχνότητα, και τα δύο είναι η μόνη αντίστοιχη σχέση.
Το μήκος της κεραίας είναι ευθέως ανάλογο με το μήκος κύματος και αντιστρόφως ανάλογο με τη συχνότητα.Δηλαδή, όσο μεγαλύτερη είναι η συχνότητα, τόσο μικρότερο είναι το μήκος κύματος και τόσο μικρότερη μπορεί να κατασκευαστεί η κεραία.Φυσικά, το μήκος της κεραίας συνήθως δεν είναι ίσο με ένα μήκος κύματος, αλλά συχνά είναι 1/4 μήκους κύματος ή 1/2 μήκους κύματος (γενικά χρησιμοποιείται το μήκος κύματος που αντιστοιχεί στην κεντρική συχνότητα λειτουργίας).Επειδή όταν το μήκος ενός αγωγού είναι ακέραιο πολλαπλάσιο του 1/4 του μήκους κύματος, ο αγωγός εμφανίζει χαρακτηριστικά συντονισμού στη συχνότητα αυτού του μήκους κύματος.Όταν το μήκος του αγωγού είναι 1/4 μήκος κύματος, έχει χαρακτηριστικά συντονισμού σειράς και όταν το μήκος αγωγού είναι 1/2 μήκος κύματος, έχει χαρακτηριστικά παράλληλου συντονισμού.Σε αυτήν την κατάσταση συντονισμού, η κεραία ακτινοβολεί έντονα και η απόδοση μετατροπής μετάδοσης και λήψης είναι υψηλή.Αν και η ακτινοβολία του ταλαντωτή υπερβαίνει το 1/2 του μήκους κύματος, η ακτινοβολία θα συνεχίσει να ενισχύεται, αλλά η ακτινοβολία κατά φάσης του πλεονάζοντος τμήματος θα παράγει ένα φαινόμενο ακύρωσης, επομένως το συνολικό αποτέλεσμα ακτινοβολίας διακυβεύεται.Επομένως, οι κοινές κεραίες χρησιμοποιούν τη μονάδα μήκους ταλαντωτή μήκους κύματος 1/4 ή μήκους κύματος 1/2.Μεταξύ αυτών, η κεραία μήκους κύματος 1/4 χρησιμοποιεί κυρίως τη γη ως καθρέφτη αντί για την κεραία μισού κύματος.
Η κεραία μήκους κύματος 1/4 μπορεί να επιτύχει ιδανικό λόγο στάσιμου κύματος και εφέ χρήσης ρυθμίζοντας τη συστοιχία και ταυτόχρονα μπορεί να εξοικονομήσει χώρο εγκατάστασης.Ωστόσο, οι κεραίες αυτού του μήκους έχουν συνήθως χαμηλό κέρδος και δεν μπορούν να καλύψουν τις ανάγκες ορισμένων σεναρίων μετάδοσης υψηλής απολαβής.Σε αυτή την περίπτωση, συνήθως χρησιμοποιούνται κεραίες μήκους κύματος 1/2.
Επιπλέον, έχει αποδειχθεί στη θεωρία και στην πράξη ότι η συστοιχία μήκους κύματος 5/8 (το μήκος αυτό είναι κοντά στο 1/2 μήκος κύματος αλλά έχει ισχυρότερη ακτινοβολία από το 1/2 μήκος κύματος) ή η συστοιχία φόρτωσης μήκους κύματος 5/8 (υπάρχει ένα πηνίο φόρτωσης στο μισό της απόστασης μήκους κύματος από την κορυφή της κεραίας) μπορεί επίσης να σχεδιαστεί ή να επιλεγεί για να αποκτήσετε μια οικονομικά αποδοτική και υψηλότερη κεραία.
Μπορεί να φανεί ότι όταν γνωρίζουμε τη συχνότητα λειτουργίας της κεραίας, μπορούμε να υπολογίσουμε το αντίστοιχο μήκος κύματος και στη συνέχεια σε συνδυασμό με τη θεωρία της γραμμής μεταφοράς, τις συνθήκες χώρου εγκατάστασης και τις απαιτήσεις κέρδους μετάδοσης, μπορούμε να γνωρίζουμε χονδρικά το κατάλληλο μήκος της απαιτούμενης κεραίας .
Ώρα δημοσίευσης: Οκτ-13-2023
