1.Co to jest antena?
Jak wszyscy wiemy, istnieje wiele rodzajów wbezprzewodowe urządzenia komunikacyjnew naszym życiu, takie jak łącze wideo z drona,łącze bezprzewodowe dla robota, cyfrowy system siatkia te systemy transmisji radiowej wykorzystują fale radiowe do bezprzewodowego przesyłania informacji, takich jak wideo, głos i dane.Antena to urządzenie służące do emitowania i odbierania fal radiowych.
2.Przepustowość anteny
Gdy zmienia się częstotliwość pracy anteny, stopień zmiany odpowiednich parametrów elektrycznych anteny mieści się w dopuszczalnym zakresie.Dopuszczalny zakres częstotliwości w tym momencie to szerokość pasma częstotliwości anteny, zwykle określana jako szerokość pasma.Każda antena ma określoną szerokość pasma roboczego i nie ma odpowiedniego efektu poza tym pasmem częstotliwości.
Szerokość pasma bezwzględnego: ABW=fmax - fmin
Względna szerokość pasma: FBW=(fmax - fmin)/f0×100%
f0=1/2(fmax + fmin) to częstotliwość środkowa
Gdy antena pracuje na częstotliwości środkowej, współczynnik fali stojącej jest najmniejszy, a skuteczność najwyższa.
Dlatego wzór na względną szerokość pasma wyraża się zwykle jako: FBW=2(fmax- fmin)/(fmax+ fmin)
Ponieważ szerokość pasma anteny to zakres częstotliwości roboczej, w którym jeden lub kilka parametrów elektrycznych anteny spełnia wymagania, do pomiaru szerokości pasma częstotliwości można zastosować różne parametry elektryczne.Na przykład szerokość pasma częstotliwości odpowiadająca szerokości listka 3dB (szerokość listka odnosi się do kąta pomiędzy dwoma punktami, w których natężenie promieniowania zmniejsza się o 3dB, czyli gęstość mocy zmniejsza się o połowę, po obu stronach maksymalnego kierunku promieniowania płatka głównego) oraz szerokość pasma częstotliwości, w którym współczynnik fali stojącej spełnia określone wymagania.Wśród nich najczęściej stosowana jest szerokość pasma mierzona współczynnikiem fali stojącej.
3.Zależność częstotliwości roboczej od rozmiaru anteny
W tym samym ośrodku prędkość propagacji fal elektromagnetycznych jest pewna (równa prędkości światła w próżni, rejestrowanej jako c≈3×108m/s).Zgodnie z c=λf można zauważyć, że długość fali jest odwrotnie proporcjonalna do częstotliwości, a te dwie wartości są jedyną odpowiednią zależnością.
Długość anteny jest wprost proporcjonalna do długości fali i odwrotnie proporcjonalna do częstotliwości.Oznacza to, że im wyższa częstotliwość, tym krótsza długość fali i tym krótsza może być antena.Oczywiście długość anteny zwykle nie jest równa jednej długości fali, ale często wynosi 1/4 długości fali lub 1/2 długości fali (zwykle używana jest długość fali odpowiadająca centralnej częstotliwości roboczej).Ponieważ gdy długość przewodnika jest całkowitą wielokrotnością 1/4 długości fali, przewodnik wykazuje charakterystykę rezonansową przy częstotliwości tej długości fali.Gdy długość przewodu wynosi 1/4 długości fali, ma on charakterystykę rezonansu szeregowego, a gdy długość przewodu wynosi 1/2 długości fali, ma charakterystykę rezonansu równoległego.W tym stanie rezonansu antena promieniuje silnie, a wydajność konwersji transmisji i odbioru jest wysoka.Chociaż promieniowanie oscylatora przekracza 1/2 długości fali, promieniowanie będzie w dalszym ciągu wzmacniane, ale promieniowanie przeciwfazowe nadmiarowej części spowoduje efekt anulowania, w związku z czym ogólny efekt promieniowania zostanie pogorszony.Dlatego w powszechnych antenach stosuje się jednostkę długości oscylatora wynoszącą 1/4 lub 1/2 długości fali.Wśród nich antena o długości fali 1/4 wykorzystuje głównie ziemię jako lustro zamiast anteny półfalowej.
Antena o długości fali 1/4 może osiągnąć idealny współczynnik fali stojącej i efekt użytkowania poprzez regulację układu, a jednocześnie może zaoszczędzić miejsce instalacyjne.Jednakże anteny o tej długości mają zazwyczaj niski zysk i nie są w stanie sprostać wymaganiom niektórych scenariuszy transmisji o dużym wzmocnieniu.W tym przypadku zwykle stosuje się anteny o długości fali 1/2.
Ponadto w teorii i praktyce udowodniono, że układ o długości fali 5/8 (długość ta jest bliska 1/2 długości fali, ale ma silniejsze promieniowanie niż 1/2 długości fali) lub układ skracający ładowanie długości fali 5/8 (istnieje cewka ładująca w odległości połowy długości fali od górnej części anteny) można również zaprojektować lub wybrać tak, aby uzyskać opłacalną antenę o większym wzmocnieniu.
Można zauważyć, że znając częstotliwość roboczą anteny, możemy obliczyć odpowiednią długość fali, a następnie w połączeniu z teorią linii przesyłowej, warunkami przestrzeni instalacyjnej i wymaganiami dotyczącymi wzmocnienia transmisji, możemy z grubsza poznać odpowiednią długość wymaganej anteny .
Czas publikacji: 13 października 2023 r
