Yönlülük temel bir anten parametresidir. Bu, yönlü bir antenin radyasyon deseninin nasıl olduğunun bir ölçüsüdür. Her yöne eşit şekilde radyasyon yayan bir antenin yönlülüğü 1'e eşit olacaktır. (Bu sıfır desibel -0 dB'ye eşdeğerdir).
Küresel koordinatların fonksiyonu normalize edilmiş bir radyasyon deseni olarak yazılabilir:
[Denklem 1]
Normalize edilmiş bir radyasyon örüntüsü, orijinal radyasyon örüntüsüyle aynı şekle sahiptir. Normalize edilmiş radyasyon örüntüsü, radyasyon örüntüsünün maksimum değeri 1'e eşit olacak şekilde büyüklükle azaltılır. (En büyüğü "F"nin [1] denklemidir). Matematiksel olarak, yönlülük formülü (tip "D") şu şekilde yazılır:
Bu karmaşık bir yön denklemi gibi görünebilir. Ancak, moleküllerin radyasyon desenleri en büyük değere sahiptir. Payda, tüm yönlerde yayılan ortalama gücü temsil eder. Denklem daha sonra, yayılan tepe gücünün ortalamaya bölünmesinin bir ölçüsüdür. Bu, anten yönlülüğünü verir.
Yönsel paradigma
Örnek olarak, iki antenin radyasyon örüntüsü için aşağıdaki iki denklemi ele alalım.
Anten 1
Anten 2
Bu radyasyon desenleri Şekil 1'de çizilmiştir. Radyasyon modunun yalnızca kutup açısı teta'nın (θ) bir fonksiyonu olduğunu lütfen unutmayın. Radyasyon deseni azimutun bir fonksiyonu değildir. (Azimut radyasyon deseni değişmeden kalır). İlk antenin radyasyon deseni, ikinci antenin radyasyon deseninden daha az yönlüdür. Bu nedenle, ilk anten için yönlülüğün daha düşük olmasını bekliyoruz.
Şekil 1. Bir antenin radyasyon desen diyagramı. Yüksek yönlülüğe sahip mi?
Formül [1]'i kullanarak, antenin daha yüksek yönlülüğe sahip olduğunu hesaplayabiliriz. Anladığınızı kontrol etmek için, Şekil 1'i ve yönlülüğün ne olduğunu düşünün. Daha sonra, herhangi bir matematik kullanmadan hangi antenin daha yüksek yönlülüğe sahip olduğunu belirleyin.
Yön hesaplama sonuçları, formülü [1] kullanın:
Yönlü anten 1 hesaplaması, 1.273 (1.05 dB).
Yönlü anten 2 hesaplaması, 2.707 (4.32 dB).
Arttırılmış yönlendirme, daha odaklanmış veya yönlü bir anten anlamına gelir. Bu, 2 alıcı antenin, çok yönlü bir antene göre tepe noktasının 2,707 katı yönlü güce sahip olduğu anlamına gelir. Anten 1, çok yönlü bir antenin gücünün 1,273 katını alacaktır. Çok yönlü antenler, izotropik antenler mevcut olmasa bile ortak bir referans olarak kullanılır.
Cep telefonu antenleri düşük bir yönlendirmeye sahip olmalıdır çünkü sinyaller her yönden gelebilir. Buna karşılık, uydu çanakları yüksek yönlendirmeye sahiptir. Bir uydu çanağı sabit bir yönden sinyal alır. Örneğin, bir uydu TV çanağı alırsanız, şirket size onu nereye yönelteceğinizi söyler ve çanak istediğiniz sinyali alır.
Anten tipleri ve bunların yönlendirmelerinin bir listesiyle bitireceğiz. Bu size hangi yönlendirmenin yaygın olduğu hakkında bir fikir verecektir.
Anten tipi Tipik yönlülük Tipik yönlülük [desibel] (dB)
Kısa dipol anten 1.5 1.76
Yarım dalga dipol anten 1.64 2.15
Yama (mikroşerit anten) 3.2-6.3 5-8
Boynuz anten 10-100 10-20
Çanak anten 10-10.000 10-40
Yukarıdaki veriler anten yönlendirmesinin büyük ölçüde değiştiğini göstermektedir. Bu nedenle, belirli uygulamanız için en iyi anteni seçerken yönlendirmeyi anlamak önemlidir. Tek bir yönde birden fazla yönden enerji göndermeniz veya almanız gerekiyorsa, düşük yönlendirmeli bir anten tasarlamalısınız. Düşük yönlendirmeli antenler için uygulama örnekleri arasında araç radyoları, cep telefonları ve bilgisayar kablosuz İnternet erişimi bulunur. Tersine, uzaktan algılama veya hedefli güç transferi yapıyorsanız, yüksek yönlendirmeli bir anten gerekecektir. Yüksek yönlendirmeli antenler, istenen yönden güç transferini en üst düzeye çıkaracak ve istenmeyen yönlerden gelen sinyalleri azaltacaktır.
Düşük yönlülüğe sahip bir anten istediğimizi varsayalım. Bunu nasıl yaparız?
Anten teorisinin genel kuralı, düşük yönlendirme üretmek için elektriksel olarak küçük bir antene ihtiyacınız olduğudur. Yani, toplam boyutu 0,25 - 0,5 dalga boyu olan bir anten kullanırsanız, yönlendirmeyi en aza indirirsiniz. Yarım dalga dipol antenler veya yarım dalga boyu yuva antenleri genellikle 3 dB'den daha az yönlendirmeye sahiptir. Bu, pratikte elde edebileceğiniz en düşük yönlendirmedir.
Sonuç olarak, antenin verimliliğini ve antenin bant genişliğini azaltmadan antenleri çeyrek dalga boyundan daha küçük yapamayız. Anten verimliliği ve anten bant genişliği gelecekteki bölümlerde ele alınacaktır.
Yüksek yönlülüğe sahip bir anten için, birçok dalga boyu boyutunda antenlere ihtiyacımız olacak. Uydu çanak antenleri ve horn antenler gibi yüksek yönlülüğe sahiptir. Bunun bir nedeni de birçok dalga boyu uzunluğunda olmalarıdır.
neden böyle? Sonuç olarak, sebep Fourier dönüşümünün özellikleriyle ilgilidir. Kısa bir darbenin Fourier dönüşümünü aldığınızda, geniş bir spektrum elde edersiniz. Bu benzetme, bir antenin radyasyon desenini belirlemede mevcut değildir. Radyasyon deseni, anten boyunca akım veya voltajın dağılımının Fourier dönüşümü olarak düşünülebilir. Bu nedenle, küçük antenler geniş radyasyon desenlerine (ve düşük yönelime) sahiptir. Büyük düzgün voltaj veya akım dağılımına sahip antenler Çok yönlü desenler (ve yüksek yönelime).
E-mail:info@rf-miso.com
Telefon:0086-028-82695327
Web sitesi:www.rf-miso.com
Gönderi zamanı: 07-Kas-2023
