Οι κεραίες χρησιμοποιούνται σε αυτό το μοντέρνο επικοινωνία για τη μετάδοση των δεδομένων και τη λήψη των δεδομένων μέσω ενσύρματου ή ασύρματου καναλιού. Ή με άλλο τρόπο, μπορεί να οριστεί ως μετάδοση και λήψη ραδιοκυμάτων σε όλες τις οριζόντιες ή συγκεκριμένες κατευθύνσεις. Αυτές οι κεραίες λειτουργούν ως διασύνδεση μεταξύ ηλεκτρικών σημάτων και ραδιοσημάτων. Εδώ, τα ηλεκτρικά σήματα προωθούνται μέσω μεταλλικών αγωγών και τα ραδιοσήματα διαδίδονται μέσω ελεύθερου χώρου. Ο Heinrich Hertz ήταν το πρώτο άτομο που ανέπτυξε κεραία το έτος 1886. Δημιούργησε μια διπολική κεραία και με ηλεκτρικά σήματα, μετέδωσε και έλαβε τα σήματα. Αργότερα το έτος 1901, ο Marconi ήταν ο επιστήμονας που έστειλε τις πληροφορίες σε όλη την περιοχή του Ατλαντικού. Οι παράμετροι της κεραίας είναι πιο σημαντικές. Οι παράμετροι είναι κατευθυντικότητα (D), κέρδος κεραίας (G), ανάλυση, μοτίβα, περιοχή δέσμης κεραίας, αποδοτικότητα δέσμης κεραίας, αποδοτικότητα κεραίας ( η ). Σε αυτό το άρθρο, θα συζητήσουμε τις πλήρεις πληροφορίες που σχετίζονται με το κέρδος κεραίας.
Τι είναι ένα κέρδος κεραίας;
Μπορούμε να ορίσουμε η κεραία κέρδος ως συνδυασμός αποτελεσματικότητας και κατευθυντικότητας της κεραίας, και αυτό εξαρτάται από αυτές τις παραμέτρους. Έτσι, αυτά τα δύο μπορούν να επηρεάσουν το κέρδος μιας κεραίας. Πριν πάμε να συζητήσουμε πρώτα αυτό το κέρδος κεραίας, πρέπει να γνωρίζουμε ποια είναι η κατευθυντικότητα της κεραίας.
Κατευθυντικότητα της κεραίας
Μπορεί να οριστεί ως ο λόγος της μέγιστης έντασης ακτινοβολίας μιας δοκιμαστικής κεραίας προς την ένταση ακτινοβολίας μιας ισοτροπικής κεραίας ή κεραίας αναφοράς που εκπέμπει την ίδια ισχύ συνολικά. Η κατεύθυνση μπορεί να δηλωθεί από τον D.
Η κατεύθυνση της κεραίας δείχνει, πώς μπορεί να ακτινοβολεί την ενέργεια σε μία ή περισσότερες συγκεκριμένες κατευθύνσεις. Το μοτίβο ακτινοβολίας μιας κεραίας καθορίζει την τιμή της κατευθυντικότητας.
κατευθυντικότητα κεραίας
Στη συνέχεια, Directivity D = μέγιστη ένταση ακτινοβολίας δοκιμαστικής κεραίας / ένταση ακτινοβολίας ισοτροπικής κεραίας. Εδώ, η ισοτροπική κεραία είναι μια ιδανική κεραία, η οποία εκπέμπει την ισχύ της εξίσου ή ομοιόμορφα προς όλες τις κατευθύνσεις προς το διάστημα. Δεν υπάρχει φυσική ύλη ισοτροπικής κεραίας και μπορεί να ληφθεί μόνο ως κεραία αναφοράς.
Με άλλο τρόπο, η κατευθυντικότητα της κεραίας μπορεί να οριστεί ως, η αναλογία της μέγιστης έντασης ακτινοβολίας της δοκιμαστικής κεραίας προς τη μέση ένταση ακτινοβολίας της δοκιμαστικής κεραίας.
Κατευθυντικότητα κεραίας D = μέγιστη ένταση ακτινοβολίας δοκιμαστικής κεραίας / μέση ένταση ακτινοβολίας δοκιμαστικής κεραίας.
D = Ф (θ, Ф)max/ Фavg
D = Ф (θ, Ф) max / (Wr / 4 π)
D = 4 π Ф (θ, Ф) max / Wr
Επομένως D = 4 π (μέγιστη ένταση ακτινοβολίας) / συνολική ισχύς ακτινοβολίας.
Αποδοτικότητα κεραίας
Αυτή είναι η σημαντική παράμετρος μιας κεραίας. Η απόδοση μιας κεραίας ορίζεται ως ο λόγος ισχύος που εκπέμπεται προς όλες τις κατευθύνσεις προς τη συνολική ισχύ εισόδου που παρέχεται στους ακροδέκτες της. Λόγω απώλειας αντίστασης στην κεραία, η συνολική εφαρμοζόμενη είσοδος δεν ακτινοβολείται στη στοχευμένη κατεύθυνση. Απόδοση κεραίας που υποδηλώνεται με « η «. Η απόδοση της κεραίας μπορεί να είναι γνωστή σε ποσοστά επίσης όταν πολλαπλασιάζεται με 100. Συνήθως, ο παράγοντας απόδοσης της κεραίας κυμαίνεται μεταξύ 0 και 1.
Αποδοτικότητα κεραίας η = Ισχύς που εκπέμπεται από κεραία / συνολική είσοδο
η = Pr / (Pr + Pi) [Pr = ακτινοβολημένη ισχύ Pi = ωμικές απώλειες στην κεραία]
Μέτρηση κέρδους κεραίας
Το κέρδος υπολογίζεται κυρίως με βάση την αξία. Εδώ, το κέρδος υποδηλώνεται από το G ή το κέρδος ισχύος Gp. Με κέρδος, μπορούμε να υπολογίσουμε το μοτίβο ακτινοβολίας κεραίας. «Το κέρδος κεραίας ορίζεται ως ο λόγος μεταξύ της μέγιστης έντασης ακτινοβολίας μιας θεματικής κεραίας σε μια δεδομένη κατεύθυνση προς τη μέγιστη. την ένταση ακτινοβολίας μιας ισοτροπικής κεραίας »όταν εφαρμόζεται η ίδια ποσότητα ισχύος και στις δύο κεραίες.
κέρδος-μοτίβο
«Όταν η κατευθυντικότητα μετατρέπεται σε ντεσιμπέλ μπορούμε να την ορίσουμε ως κέρδος κεραίας».
Κέρδος G = Μέγιστη ένταση ακτινοβολίας από την υποκείμενη κεραία (Фs) / Μέγιστη ένταση ακτινοβολίας από την ισοτροπική κεραία (Фi)
Το κέρδος μιας κεραίας G = Απόδοση κεραίας * Κατευθυντικότητα της κεραίας D
Μονάδες Gain - dB (ντεσιμπέλ), dBi (ντεσιμπέλ σε σχέση με μια ισοτροπική κεραία), dBd (ντεσιμπέλ σε σχέση με την διπολική κεραία)
Η τιμή κέρδους υποδεικνύει πόσο επιτυχημένη η κεραία σας μετατρέποντας την ισχύ εισόδου σε ραδιοκύματα σε μια συγκεκριμένη κατεύθυνση και πώς μετατρέπει τα ραδιοκύματα σε ηλεκτρική μορφή στην πλευρά του δέκτη. Μερικές φορές, το κέρδος συζητείται ως συνάρτηση της γωνίας. Σε αυτήν την περίπτωση, πρέπει να ληφθεί υπόψη το μοτίβο ακτινοβολίας.
Φόρμουλα απόκτησης κεραίας
Με την τιμή κέρδους, μπορούμε να γνωρίζουμε πόση ποσότητα ενίσχυσης σήματος παρέχεται στην είσοδο από την κεραία.
Βοηθά στο στάδιο του δέκτη, πόση ισχύς απαιτείται για την αναπαραγωγή του ίδιου μεταδιδόμενου σήματος από το κανάλι.
Κέρδος θεματικής κεραίας ή δοκιμαστικής κεραίας Gt = Gi + 10log10 (Pt / Pi)
Που
Gt = Κέρδος της δοκιμασμένης κεραίας
Gi = Κέρδος ισοτροπικής κεραίας
Pt = Ισχύς που εκπέμπεται από την κεραία δοκιμής
Pi = Ισχύς που εκπέμπεται από την ισοτροπική κεραία
Μετατροπή κέρδους κεραίας
Το κέρδος της κεραίας εκφράζεται σε ντεσιμπέλ (dB) επειδή εάν το κέρδος εκφράζεται σε κανονικές μονάδες όπως σε όρους watts σε αυτές τις περιπτώσεις κατά τον υπολογισμό της ληφθείσας ισχύος, τότε το αποτέλεσμα θα ήταν πολύ μικρό, δηλαδή μερικές φορές θα δώσει και σε εκθετική μορφή. Είναι δύσκολο να λάβετε υπόψη κάθε φορά αυτού του είδους τις τιμές, έτσι, το κέρδος μπορεί να εκφραστεί σε όρους Decibels (dB). 5 dB σημαίνει 5 φορές την ενέργεια σε σχέση με μια ισοτροπική κεραία στην μέγιστη κατεύθυνση της ακτινοβολίας.
Οι γραμμικές μονάδες μετατρέπονται σε ντεσιμπέλ ακολουθώντας αυτήν την εξίσωση.
Pdb = 10 log10p
Μια άλλη μονάδα για κέρδος κεραίας είναι dBm. Σημαίνει ντεσιμπέλ σε σχέση με ένα milliwatt.
1W = 1000mw = 0dB = 30dBm
Το dBi είναι μια άλλη μονάδα για το κέρδος μιας κεραίας και το ντεσιμπέλ του κέρδους σε σχέση με μια ισοτροπική κεραία. dBi σημαίνει διπλάσια ισχύ σε σχέση με μια ισοτροπική κεραία στην μέγιστη κατεύθυνση της ακτινοβολίας.
Έτσι, το κέρδος μπορεί να εκφραστεί σε μονάδες ντεσιμπέλ ή ντεσιμπέλ milli-watt ή ισοτροπική κεραία ντεσιμπέλ. Κυρίως εκφράζεται μόνο σε ντεσιμπέλ (dB).
Πώς να αυξήσετε το κέρδος της κεραίας;
Το κέρδος μιας κεραίας δείχνει την ικανότητά του να εκπέμπει τα σήματα για να διοχετεύει σε οποιαδήποτε κατεύθυνση. Εάν το κέρδος είναι μεγαλύτερο, μια τέτοια κεραία μπορεί να μεταδίδει περισσότερη ισχύ στον δέκτη σε μια συγκεκριμένη κατεύθυνση και εξασθενεί όλα τα άλλα σήματα από άλλες κατευθύνσεις. Εάν η κεραία ακτινοβολεί τα σήματα εξίσου προς όλες τις κατευθύνσεις σημαίνει ότι μπορεί να είναι δυνατή μόνο με σφαιρική κεραία, όπως ονομάζεται ισοτροπική κεραία και αυτά δεν υπάρχουν σε πραγματικούς χρόνους.
Εάν το κέρδος είναι πιο πάντα, είναι ένα πλεονέκτημα για το κύκλωμα, αλλά εξαρτάται μόνο από την ανάγκη. Οι ακόλουθες μέθοδοι είναι χρήσιμες για την αύξηση του κέρδους μιας κεραίας.
Αυτοί είναι
- Η αποτελεσματική περιοχή της κεραίας.
- Παραβολικοί ανακλαστήρες
- Πίνακες στοιχείων
- Πίνακες ανακλαστήρα
- Απόδοση κεραίας
- Κατευθυντικότητα.
ο κεραία είναι πιο χρήσιμο στον τομέα της επικοινωνίας για την ακτινοβολία και λήψη ραδιοκυμάτων μέσω ηλεκτρικής φόρμας στο κανάλι. Υπάρχουν διαφορετικοί τύποι κεραίας. Τύποι κεραίας έχουν διαφορετική δομή με καθένα από αυτά. Σύμφωνα με τις ανάγκες, έχουν χρησιμοποιηθεί και εάν το κέρδος της κεραίας μπορεί να είναι χαμηλό ή υψηλό, δηλαδή εξαρτάται καθαρά από την ανάγκη μόνο. Εάν το κέρδος είναι μεγαλύτερο, είναι ικανό να εκπέμπει τα σήματα σε μια συγκεκριμένη κατεύθυνση στο διάστημα. Εάν το κέρδος είναι χαμηλό, τότε η κάλυψή του είναι μεγαλύτερο. Εάν παρατηρήσετε τα καθημερινά συστήματα επικοινωνίας, μπορούμε να λάβουμε περισσότερες πληροφορίες σχετικά με τη σημασία της τιμής της κεραίας και της αύξησης της κεραίας.
