1. Что такое антенна?
Как мы все знаем, существуют разные виды w.устройства беспроводной связив нашей жизни, например, передача видео с дронов,беспроводная связь для робота, цифровая ячеистая системаи эти системы радиопередачи используют радиоволны для беспроводной передачи информации, такой как видео, голос и данные.Антенна — это устройство, используемое для излучения и приема радиоволн.
2. Полоса пропускания антенны
При изменении рабочей частоты антенны степень изменения соответствующих электрических параметров антенны находится в пределах допустимого диапазона.Допустимым диапазоном частот в настоящее время является ширина полосы частот антенны, обычно называемая полосой пропускания.Любая антенна имеет определенную рабочую полосу пропускания, и за пределами этой полосы частот соответствующего эффекта она не оказывает.
Абсолютная полоса пропускания: ABW=fmax - fmin
Относительная полоса пропускания: FBW=(fmax - fmin)/f0×100%
f0=1/2(fmax + fmin) — центральная частота
Когда антенна работает на центральной частоте, коэффициент стоячей волны наименьший, а эффективность наибольшая.
Поэтому формула относительной полосы пропускания обычно выражается как: FBW=2(fmax- fmin)/(fmax+ fmin)
Поскольку полоса пропускания антенны представляет собой диапазон рабочих частот, в котором один или несколько параметров электрических характеристик антенны соответствуют требованиям, для измерения ширины полосы частот можно использовать различные электрические параметры.Например, ширина полосы частот, соответствующая ширине лепестка 3 дБ (ширина лепестка относится к углу между двумя точками, где интенсивность излучения уменьшается на 3 дБ, то есть плотность мощности уменьшается вдвое, по обе стороны от максимального направления излучения). главного лепестка), а также ширину полосы частот, в которой коэффициент стоячей волны отвечает определенным требованиям.Среди них наиболее часто используется полоса пропускания, измеряемая коэффициентом стоячей волны.
3. Взаимосвязь между рабочей частотой и размером антенны.
В этой же среде определена скорость распространения электромагнитных волн (равная скорости света в вакууме, записываемая как c≈3×108м/с).Согласно c=λf, видно, что длина волны обратно пропорциональна частоте, и это единственное соответствующее соотношение.
Длина антенны прямо пропорциональна длине волны и обратно пропорциональна частоте.То есть, чем выше частота, тем короче длина волны и тем короче можно сделать антенну.Конечно, длина антенны обычно не равна одной длине волны, а часто составляет 1/4 длины волны или 1/2 длины волны (обычно используется длина волны, соответствующая центральной рабочей частоте).Потому что, когда длина проводника кратна 1/4 длины волны, проводник проявляет резонансные характеристики на частоте этой длины волны.Когда длина проводника составляет 1/4 длины волны, он имеет характеристики последовательного резонанса, а когда длина проводника составляет 1/2 длины волны, он имеет характеристики параллельного резонанса.В этом резонансном состоянии антенна излучает сильно, а эффективность преобразования передачи и приема высока.Хотя излучение генератора превышает 1/2 длины волны, излучение будет продолжать усиливаться, но противофазное излучение избыточной части будет вызывать эффект подавления, поэтому общий эффект излучения будет скомпрометирован.Поэтому в обычных антеннах используется единица длины генератора, равная 1/4 длины волны или 1/2 длины волны.Среди них четвертьволновая антенна в основном использует землю в качестве зеркала вместо полуволновой антенны.
Антенна с длиной волны 1/4 позволяет достичь идеального коэффициента стоячей волны и эффекта использования за счет регулировки решетки и в то же время позволяет сэкономить место для установки.Однако антенны такой длины обычно имеют низкий коэффициент усиления и не могут удовлетворить потребности некоторых сценариев передачи с высоким коэффициентом усиления.В этом случае обычно используются 1/2-волновые антенны.
Кроме того, в теории и на практике было доказано, что массив длин волн 5/8 (эта длина близка к 1/2 длины волны, но имеет более сильное излучение, чем 1/2 длины волны) или массив укорачивающей нагрузки 5/8 длины волны (существует нагрузочная катушка на половине длины волны от верхней части антенны) также может быть спроектирована или выбрана для получения экономически эффективной антенны с более высоким коэффициентом усиления.
Видно, что, когда мы знаем рабочую частоту антенны, мы можем рассчитать соответствующую длину волны, а затем в сочетании с теорией линии передачи, условиями места для установки и требованиями к усилению передачи мы можем примерно узнать подходящую длину требуемой антенны. .
Время публикации: 13 октября 2023 г.
