1. Що таке антена?
Як ми всі знаємо, є всі види wбездротові пристрої зв'язкуу нашому житті, як-от відеозйомка безпілотника,бездротове з'єднання для робота, цифрова сітчаста системаі ці системи радіопередачі використовують радіохвилі для бездротової передачі інформації, такої як відео, голос і дані.Антена - це пристрій для випромінювання та прийому радіохвиль.
2.Пропускна здатність антени
При зміні робочої частоти антени ступінь зміни відповідних електричних параметрів антени знаходиться в допустимих межах.Дозволений діапазон частот на даний момент є шириною смуги частот антени, яку зазвичай називають смугою пропускання.Будь-яка антена має певну робочу смугу пропускання, і вона не має відповідного ефекту поза цим діапазоном частот.
Абсолютна пропускна здатність: ABW=fmax - fmin
Відносна пропускна здатність: FBW=(fmax - fmin)/f0×100%
f0=1/2(fmax + fmin) — центральна частота
Коли антена працює на центральній частоті, коефіцієнт стоячої хвилі є найменшим, а ефективність найвищою.
Тому формула відносної пропускної здатності зазвичай виражається так: FBW=2(fmax- fmin)/(fmax+fmin)
Оскільки смуга пропускання антени — це робочий діапазон частот, де один або деякі параметри електричних характеристик антени відповідають вимогам, для вимірювання ширини смуги частот можна використовувати різні електричні параметри.Наприклад, ширина смуги частот, що відповідає ширині пелюстка 3 дБ (ширина пелюстка відноситься до кута між двома точками, де інтенсивність випромінювання зменшується на 3 дБ, тобто щільність потужності зменшується вдвічі, по обидва боки від максимального напрямку випромінювання) головного пелюстка) і ширина смуги частот, де коефіцієнт стоячої хвилі відповідає певним вимогам.Серед них найчастіше використовується смуга пропускання, виміряна коефіцієнтом стоячої хвилі.
3. Зв'язок між робочою частотою та розміром антени
У цьому ж середовищі швидкість поширення електромагнітних хвиль певна (дорівнює швидкості світла у вакуумі, записана як c≈3×108м/с).Відповідно до c=λf можна побачити, що довжина хвилі обернено пропорційна частоті, і ці два є єдиним відповідним співвідношенням.
Довжина антени прямо пропорційна довжині хвилі і обернено пропорційна частоті.Тобто чим вища частота, тим коротша довжина хвилі, і тим коротшою можна зробити антену.Звичайно, довжина антени зазвичай не дорівнює одній довжині хвилі, але часто становить 1/4 довжини хвилі або 1/2 довжини хвилі (зазвичай використовується довжина хвилі, що відповідає центральній робочій частоті).Тому що коли довжина провідника є цілим числом, кратним 1/4 довжини хвилі, провідник виявляє резонансні характеристики на частоті цієї довжини хвилі.Коли довжина провідника становить 1/4 довжини хвилі, він має характеристики послідовного резонансу, а коли довжина провідника становить 1/2 довжини хвилі, він має характеристики паралельного резонансу.У цьому резонансному стані антена сильно випромінює, і ефективність перетворення передачі та прийому висока.Незважаючи на те, що випромінювання осцилятора перевищує 1/2 довжини хвилі, випромінювання буде продовжувати посилюватися, але протифазне випромінювання надлишкової частини вироблятиме ефект скасування, тому загальний ефект випромінювання буде скомпрометований.Тому звичайні антени використовують одиницю довжини осцилятора в 1/4 довжини хвилі або 1/2 довжини хвилі.Серед них 1/4-хвильова антена в основному використовує землю як дзеркало замість півхвильової антени.
Антена з 1/4 довжини хвилі може досягти ідеального коефіцієнта стоячої хвилі та ефекту використання, регулюючи решітку, і в той же час вона може заощадити простір для встановлення.Однак антени такої довжини зазвичай мають низький коефіцієнт посилення і не можуть задовольнити потреби певних сценаріїв передачі з високим коефіцієнтом посилення.У цьому випадку зазвичай використовують 1/2-хвильові антени.
Крім того, було доведено в теорії та на практиці, що решітка 5/8 довжини хвилі (ця довжина близька до 1/2 довжини хвилі, але має сильніше випромінювання, ніж 1/2 довжини хвилі) або 5/8 довжини хвилі, що вкорочує решітку (існує навантажувальна котушка на відстані половини довжини хвилі від верхньої частини антени) також може бути розроблена або обрана для отримання економічно ефективної антени з вищим коефіцієнтом посилення.
Можна побачити, що коли ми знаємо робочу частоту антени, ми можемо обчислити відповідну довжину хвилі, а потім у поєднанні з теорією лінії передачі, умовами місця установки та вимогами до посилення передачі, ми можемо приблизно визначити відповідну довжину необхідної антени. .
Час публікації: 13 жовтня 2023 р
