Kearah ialah parameter asas antena. Ini adalah ukuran bagaimana corak sinaran antena berarah. Antena yang memancarkan sama rata ke semua arah akan mempunyai kearah bersamaan dengan 1. (Ini bersamaan dengan sifar desibel -0 dB).
Fungsi koordinat sfera boleh ditulis sebagai corak sinaran ternormalisasi:
[Persamaan 1]
Corak sinaran ternormal mempunyai bentuk yang sama seperti corak sinaran asal. Corak sinaran ternormal dikurangkan mengikut magnitud supaya nilai maksimum corak sinaran bersamaan dengan 1. (Yang terbesar ialah persamaan [1] bagi "F"). Secara matematik, formula untuk kearah (jenis "D") ditulis sebagai:
Ini mungkin kelihatan seperti persamaan arah yang rumit. Walau bagaimanapun, corak sinaran molekul adalah yang paling bernilai. Penyebut mewakili kuasa purata yang dipancarkan ke semua arah. Persamaan tersebut kemudiannya merupakan ukuran kuasa puncak yang dipancarkan dibahagikan dengan purata. Ini memberikan kearah antena.
Paradigma arah
Sebagai contoh, pertimbangkan dua persamaan seterusnya untuk corak sinaran dua antena.
Antena 1
Antena 2
Corak sinaran ini diplotkan dalam Rajah 1. Sila ambil perhatian bahawa mod sinaran hanya merupakan fungsi sudut kutub theta(θ). Corak sinaran bukanlah fungsi azimut. (Corak sinaran azimut kekal tidak berubah). Corak sinaran antena pertama kurang berarah, berbanding corak sinaran antena kedua. Oleh itu, kami menjangkakan arah kearah akan menjadi lebih rendah untuk antena pertama.
Rajah 1. Gambarajah corak sinaran antena. Mempunyai kearah yang tinggi?
Dengan menggunakan formula [1], kita boleh mengira bahawa antena mempunyai arah yang lebih tinggi. Untuk menyemak pemahaman anda, fikirkan Rajah 1 dan apakah arah tersebut. Kemudian tentukan antena yang mempunyai arah yang lebih tinggi tanpa menggunakan sebarang matematik.
Keputusan pengiraan berarah, gunakan formula [1]:
Pengiraan antena berarah 1, 1.273 (1.05 dB).
Pengiraan antena berarah 2, 2.707 (4.32 dB).
Peningkatan arah bermaksud antena yang lebih fokus atau berarah. Ini bermakna antena 2-penerima mempunyai 2.707 kali ganda kuasa arah puncaknya berbanding antena omniarah. Antena 1 akan mendapat 1.273 kali ganda kuasa antena omniarah. Antena omniarah digunakan sebagai rujukan biasa walaupun tiada antena isotropik wujud.
Antena telefon bimbit harus mempunyai arah yang rendah kerana isyarat boleh datang dari sebarang arah. Sebaliknya, piring satelit mempunyai arah yang tinggi. Piring satelit menerima isyarat dari arah yang tetap. Sebagai contoh, jika anda mendapat piring TV satelit, syarikat akan memberitahu anda ke mana hendak menghalakannya dan piring tersebut akan menerima isyarat yang dikehendaki.
Kita akan akhiri dengan senarai jenis antena dan arahnya. Ini akan memberi anda gambaran tentang arah yang biasa digunakan.
Jenis antena Kearah tipikal Kearah tipikal [desibel] (dB)
Antena dipol pendek 1.5 1.76
Antena dipol separuh gelombang 1.64 2.15
Tampalan (antena mikrojalur) 3.2-6.3 5-8
Antena hon 10-100 10-20
Antena piring 10-10,000 10-40
Seperti yang ditunjukkan oleh data di atas, kearah antena sangat berbeza-beza. Oleh itu, adalah penting untuk memahami kearah semasa memilih antena terbaik untuk aplikasi khusus anda. Jika anda perlu menghantar atau menerima tenaga dari pelbagai arah dalam satu arah, maka anda harus mereka bentuk antena dengan kearah yang rendah. Contoh aplikasi untuk antena kearah yang rendah termasuk radio kereta, telefon bimbit dan akses Internet tanpa wayar komputer. Sebaliknya, jika anda melakukan penderiaan jauh atau pemindahan kuasa yang disasarkan, maka antena berarah tinggi diperlukan. Antena berarah tinggi akan memaksimumkan pemindahan kuasa dari arah yang dikehendaki dan mengurangkan isyarat dari arah yang tidak diingini.
Katakan kita mahukan antena berarah rendah. Bagaimanakah kita melakukannya?
Peraturan umum teori antena ialah anda memerlukan antena yang kecil secara elektrik untuk menghasilkan kearah yang rendah. Iaitu, jika anda menggunakan antena dengan saiz keseluruhan panjang gelombang 0.25 - 0.5, maka anda akan meminimumkan kearah tersebut. Antena dipol separuh gelombang atau antena slot separuh panjang gelombang biasanya mempunyai kearah kurang daripada 3 dB. Ini serendah kearah yang boleh anda perolehi dalam amalan.
Akhirnya, kita tidak boleh menjadikan antena lebih kecil daripada suku panjang gelombang tanpa mengurangkan kecekapan antena dan lebar jalur antena. Kecekapan antena dan lebar jalur antena akan dibincangkan dalam bab-bab akan datang.
Untuk antena dengan kearah yang tinggi, kita memerlukan antena dengan pelbagai saiz panjang gelombang. Seperti antena piring satelit dan antena hon mempunyai kearah yang tinggi. Ini sebahagiannya kerana panjang gelombangnya banyak.
Mengapa begitu? Akhirnya, sebabnya ada kaitan dengan sifat-sifat transformasi Fourier. Apabila anda mengambil transformasi Fourier bagi denyutan pendek, anda akan mendapat spektrum yang luas. Analogi ini tidak wujud dalam menentukan corak sinaran antena. Corak sinaran boleh dianggap sebagai transformasi Fourier bagi taburan arus atau voltan di sepanjang antena. Oleh itu, antena kecil mempunyai corak sinaran yang luas (dan kearah yang rendah). Antena dengan taburan voltan atau arus seragam yang besar Corak yang sangat berarah (dan kearah yang tinggi).
E-mail:info@rf-miso.com
Telefon: 0086-028-82695327
Laman web: www.rf-miso.com
Masa siaran: 07-Nov-2023
