Теория антенн — Основные параметры

Основные параметры связи обсуждаются в этой главе, чтобы иметь лучшее представление о беспроводной связи с использованием антенн. Беспроводная связь осуществляется в форме волн. Следовательно, нам нужно взглянуть на свойства волн в сообщениях.

В этой главе мы обсудим следующие параметры:

• частота
• длина волны
• Сопротивление импеданса
• КСВН и отраженная мощность
• Пропускная способность
• Процент пропускной способности
• Интенсивность излучения

Теперь давайте изучим их подробно.

частота

Согласно стандартному определению, «частота повторения волны за определенный период времени называется частотой ».

Проще говоря, частота относится к процессу того, как часто происходит событие. Периодическая волна повторяется через каждые «Т» секунды (период времени). Частота периодической волны является ничем иным, как обратной величиной периода времени (T).

Математическое выражение

Математически это написано так, как показано ниже.

$$f = \ frac {1} {T}$$

куда

• f — частота периодической волны.

• Т — период времени, в который волна повторяется.

f — частота периодической волны.

Т — период времени, в который волна повторяется.

Единицы

Единица частоты — Герц , сокращенно Гц .

Приведенный выше рисунок представляет синусоидальную волну, которая представлена ​​здесь для напряжения в милливольтах против времени в миллисекундах. Эта волна повторяется через каждые 2т миллисекунды. Итак, период времени, T = 2t миллисекунд и частота, $f = \ frac {1} {2T} КГц$

длина волны

Согласно стандартному определению, «расстояние между двумя последовательными максимальными точками (гребнями) или между двумя последовательными минимальными точками (впадинами) называется длиной волны ».

Проще говоря, расстояние между двумя непосредственными положительными пиками или двумя непосредственными отрицательными пиками — не что иное, как длина этой волны. Это можно назвать длиной волны .

На следующем рисунке показана периодическая форма волны. Длина волны (λ) и амплитуда обозначены на рисунке. Чем выше частота, тем меньше будет длина волны и наоборот.

Математическое выражение

Формула для длины волны:

$$\ lambda = \ frac {c} {f}$$

куда

• λ — длина волны

• c — скорость света ($3 * 10 ^ {8}$ метров в секунду)

• f — частота

λ — длина волны

c — скорость света ($3 * 10 ^ {8}$ метров в секунду)

f — частота

Единицы

Длина волны λ выражается в единицах длины, таких как метры, футы или дюймы. Обычно используемый термин — метры .

Сопротивление импеданса

Согласно стандартному определению, «Приблизительное значение полного сопротивления передатчика, когда оно равно приблизительному значению полного сопротивления приемника, или наоборот, оно называется согласованием полного сопротивления ».

Сопротивление импеданса необходимо между антенной и схемой. Полное сопротивление антенны, линии передачи и схемы должно совпадать, чтобы обеспечить максимальную передачу мощности между антенной и приемником или передатчиком.

Необходимость соответствия

Резонансное устройство — это устройство, которое дает лучший выход на определенной узкой полосе частот. Антенны — это такие резонансные устройства , сопротивление которых при согласовании обеспечивает лучшую выходную мощность.

• Мощность, излучаемая антенной, будет эффективно излучаться, если полное сопротивление антенны совпадает с полным сопротивлением в свободном пространстве.

• Для приемной антенны выходное сопротивление антенны должно совпадать с входным сопротивлением схемы усилителя приемника.

• Для антенны передатчика входное сопротивление антенны должно совпадать с выходным сопротивлением усилителя передатчика, а также с сопротивлением линии передачи.

Мощность, излучаемая антенной, будет эффективно излучаться, если полное сопротивление антенны совпадает с полным сопротивлением в свободном пространстве.

Для приемной антенны выходное сопротивление антенны должно совпадать с входным сопротивлением схемы усилителя приемника.

Для антенны передатчика входное сопротивление антенны должно совпадать с выходным сопротивлением усилителя передатчика, а также с сопротивлением линии передачи.

Единицы

Единица полного сопротивления (Z) — Ом .

КСВН и отраженная мощность

Согласно стандартному определению, «отношение максимального напряжения к минимальному напряжению в стоячей волне известно как коэффициент напряжения в стоячей волне ».

Если импеданс антенны, линии передачи и схемы не совпадают друг с другом, то мощность не будет излучаться эффективно. Вместо этого часть силы отражается обратно.

Ключевые особенности —

• Термин, который указывает на несоответствие импеданса, является КСВН .

• VSWR расшифровывается как коэффициент стоячей волны напряжения. Это также называется КСВ .

• Чем выше несоответствие импеданса, тем выше будет значение КСВН .

• Идеальное значение КСВН должно составлять 1: 1 для эффективного излучения.

• Отраженная мощность — это мощность, потраченная вперёд. Как отраженная мощность, так и КСВН указывают на одно и то же.

Термин, который указывает на несоответствие импеданса, является КСВН .

VSWR расшифровывается как коэффициент стоячей волны напряжения. Это также называется КСВ .

Чем выше несоответствие импеданса, тем выше будет значение КСВН .

Идеальное значение КСВН должно составлять 1: 1 для эффективного излучения.

Отраженная мощность — это мощность, потраченная вперёд. Как отраженная мощность, так и КСВН указывают на одно и то же.

Пропускная способность

Согласно стандартному определению, «полоса частот в длине волны, заданная для конкретной связи, называется полосой пропускания ».

Сигнал, когда передается или принимается, осуществляется в диапазоне частот. Этот конкретный диапазон частот выделен конкретному сигналу, так что другие сигналы могут не мешать его передаче.

• Полоса пропускания — это полоса частот между верхними и нижними частотами, по которой передается сигнал.

• Однажды выделенная полоса пропускания не может быть использована другими.

• Весь спектр делится на полосы пропускания для распределения между разными передатчиками.

Полоса пропускания — это полоса частот между верхними и нижними частотами, по которой передается сигнал.

Однажды выделенная полоса пропускания не может быть использована другими.

Весь спектр делится на полосы пропускания для распределения между разными передатчиками.

Пропускная способность, которую мы только что обсудили, также может называться абсолютной пропускной способностью .

Процент пропускной способности

Согласно стандартному определению, «отношение абсолютной полосы пропускания к центральной частоте этой полосы пропускания можно назвать процентной шириной полосы ».

Конкретная частота в полосе частот, на которой мощность сигнала максимальна, называется резонансной частотой . Он также называется центральной частотой (fC) полосы.

• Более высокие и более низкие частоты обозначены как f _H и f _L соответственно.

• Абсолютная ширина полосы определяется как f _H — f _L.

• Чтобы узнать, насколько шире полоса пропускания , необходимо рассчитать дробную или процентную полосу пропускания .

Более высокие и более низкие частоты обозначены как f _H и f _L соответственно.

Абсолютная ширина полосы определяется как f _H — f _L.

Чтобы узнать, насколько шире полоса пропускания , необходимо рассчитать дробную или процентную полосу пропускания .

Математическое выражение

Процентная полоса пропускания рассчитывается для того, чтобы узнать, сколько частотных колебаний может обрабатывать компонент или система.

$$Percentage \ bandwidth = \ frac {absolute \ bandwidth} {центральная частота} = \ frac {f_ {H} - f_ {L}} {f_ {c}}$$

куда

• ${f_ {H}}$ — более высокая частота

• ${f_ {L}}$ — более низкая частота

• ${f_ {c}}$ — центральная частота

${f_ {H}}$ — более высокая частота

${f_ {L}}$ — более низкая частота

${f_ {c}}$ — центральная частота

Чем выше процентная полоса пропускания, тем шире будет полоса пропускания канала.

Интенсивность излучения

« Интенсивность излучения определяется как мощность на единицу телесного угла»

Излучение, испускаемое антенной, которая является более интенсивной в определенном направлении, указывает на максимальную интенсивность этой антенны. Излучение излучения в максимально возможной степени является ничем иным, как интенсивностью излучения.

Математическое выражение

Интенсивность излучения получается умножением мощности, излучаемой на квадрат радиального расстояния.

$$U = r ^ {2} \ times W_ {rad}$$

куда

• U — интенсивность излучения

• r — радиальное расстояние

• W _рад — мощность, излучаемая.

U — интенсивность излучения

r — радиальное расстояние

W _рад — мощность, излучаемая.

Вышеуказанное уравнение обозначает интенсивность излучения антенны. Функция радиального расстояния также обозначается как Φ .

Единицы

Единица интенсивности излучения — Вт / стерадиан или Ватт / радиан ² .