Directivity ialah parameter antena asas.Ini ialah ukuran bagaimana corak sinaran antena berarah.Antena yang memancarkan sama rata ke semua arah akan mempunyai kearaharah sama dengan 1. (Ini bersamaan dengan sifar desibel -0 dB).
Fungsi koordinat sfera boleh ditulis sebagai corak sinaran ternormal:
[Persamaan 1]
Corak sinaran ternormal mempunyai bentuk yang sama seperti corak sinaran asal.Corak sinaran ternormal dikurangkan mengikut magnitud supaya nilai maksimum corak sinaran adalah sama dengan 1. (Yang terbesar ialah persamaan [1] bagi "F").Secara matematik, formula untuk arah (jenis "D") ditulis sebagai:
Ini mungkin kelihatan seperti persamaan arah yang rumit.Walau bagaimanapun, corak sinaran molekul mempunyai nilai yang paling tinggi.Penyebut mewakili purata kuasa yang dipancarkan ke semua arah.Persamaan itu kemudiannya merupakan ukuran kuasa terpancar puncak 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 hanyalah fungsi sudut kutub theta(θ)Corak sinaran bukan fungsi azimut.(Corak sinaran azimut kekal tidak berubah).Corak sinaran antena pertama kurang arah, kemudian corak sinaran antena kedua.Oleh itu, kami menjangkakan kedirektiviti lebih rendah untuk antena pertama.
rajah 1. Gambar rajah corak sinaran antena.Mempunyai hala tuju yang tinggi?
Menggunakan formula [1], kita boleh mengira bahawa antena mempunyai kearah yang lebih tinggi.Untuk menyemak pemahaman anda, fikirkan tentang Rajah 1 dan apakah itu arah.Kemudian tentukan antena yang mempunyai kearah yang lebih tinggi tanpa menggunakan sebarang matematik.
Hasil pengiraan arah, gunakan formula [1]:
Pengiraan antena arah 1, 1.273 (1.05 dB).
Pengiraan antena arah 2, 2.707 (4.32 dB).
Kearah peningkatan bermakna antena yang lebih fokus atau berarah.Ini bermakna bahawa antena 2-penerima mempunyai 2.707 kali kuasa arah puncaknya daripada antena omnidirectional.Antena 1 akan mendapat 1.273 kali ganda kuasa antena omnidirectional.Antena omnidirectional digunakan sebagai rujukan biasa walaupun tiada antena isotropik wujud.
Antena telefon bimbit harus mempunyai kearah yang rendah kerana isyarat boleh datang dari mana-mana arah.Sebaliknya, hidangan satelit mempunyai kearah yang tinggi.Sebuah piring satelit menerima isyarat dari arah tetap.Sebagai contoh, jika anda mendapat hidangan TV satelit, syarikat akan memberitahu anda ke mana untuk mengarahkannya dan hidangan itu akan menerima isyarat yang dikehendaki.
Kami akan diakhiri dengan senarai jenis antena dan arahannya.Ini akan memberi anda idea tentang arah tuju yang biasa.
Jenis antena Kearah kearah tipikal Kearaharah tipikal [decibel] (dB)
Antena dipol pendek 1.5 1.76
Antena dipol separuh gelombang 1.64 2.15
Tampalan (antena jalur mikro) 3.2-6.3 5-8
Antena tanduk 10-100 10-20
Antena pinggan mangkuk 10-10,000 10-40
Memandangkan data di atas menunjukkan kearah arah antena sangat berbeza.Oleh itu, adalah penting untuk memahami arahan 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 rendah termasuk radio kereta, telefon bimbit dan akses Internet wayarles komputer.Sebaliknya, jika anda melakukan penderiaan jauh atau pemindahan kuasa yang disasarkan, maka antena berarah tinggi akan diperlukan.Antena berarah tinggi akan memaksimumkan pemindahan kuasa dari arah yang dikehendaki dan mengurangkan isyarat dari arah yang tidak diingini.
Katakan kita mahukan antena kearah yang rendah.Bagaimana kita melakukan ini?
Peraturan am teori antena ialah anda memerlukan antena kecil elektrik untuk menghasilkan kearah yang rendah.Iaitu, jika anda menggunakan antena dengan jumlah saiz 0.25 - 0.5 panjang gelombang, maka anda akan meminimumkan kearaharah.Antena dipol separuh gelombang atau antena slot separuh panjang gelombang biasanya mempunyai arahan kurang daripada 3 dB.Ini adalah serendah hala tuju yang anda boleh dapatkan dalam amalan.
Akhirnya, kita tidak boleh membuat 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 akan datang.
Untuk antena dengan kearah yang tinggi, kami memerlukan antena dengan banyak saiz panjang gelombang.Seperti antena parabola dan antena tanduk mempunyai kearah yang tinggi.Ini adalah sebahagiannya kerana mereka mempunyai banyak panjang gelombang.
kenapa begitu?Akhirnya, sebabnya ada kaitan dengan sifat-sifat transformasi Fourier.Apabila anda mengambil transformasi Fourier bagi nadi pendek, anda mendapat spektrum yang luas.Analogi ini tidak terdapat dalam menentukan corak sinaran antena.Corak sinaran boleh dianggap sebagai transformasi Fourier bagi pengagihan arus atau voltan di sepanjang antena.Oleh itu, antena kecil mempunyai corak sinaran yang luas (dan kearaharah yang rendah).Antena dengan voltan seragam yang besar atau pengedaran arus Corak sangat arah (dan kearah yang tinggi).
E-mail:info@rf-miso.com
Telefon:0086-028-82695327
laman web: www.rf-miso.com
Masa siaran: Nov-07-2023
