Hierdie hoofstuk stel die fundamentele parameters van draadlose kommunikasie bekend, met die doel om 'n beter begrip van die rol van antennas in kommunikasiestelsels te bied. Draadlose kommunikasie word uitgevoer in die vorm van elektromagnetiese golwe, wat dit noodsaaklik maak om die voortplantingseienskappe van golwe te verstaan.
In hierdie hoofstuk sal ons die volgende parameters bespreek:
•Frekwensie
• Golflengte
• Impedansie-ooreenstemming
•VSWR en gereflekteerde krag
•Bandwydte
• Persentasie Bandwydte
• Stralingsintensiteit
Nou, kom ons kyk na hulle in detail.
Frekwensie:
Volgens die standaarddefinisie is frekwensie die aantal herhalings van 'n golf per tydseenheid. In eenvoudige terme beskryf frekwensie hoe gereeld 'n gebeurtenis plaasvind. 'n Periodieke golf herhaal elke T sekondes (een periode), en die frekwensie daarvan is die omgekeerde van die tydsperiode T.
Wiskundig lyk dit soos volg:
$$f = \frac{1}{T}$$
•F verteenwoordig die frekwensie van 'n periodiese golf, terwyl
•T is die tyd wat benodig word om een volle siklus te voltooi.
Frekwensie word gemeet in hertz, afgekort as Hz.
Die figuur hierbo illustreer 'n sinusgolf, wat die spanning (in mV) as 'n funksie van tyd (in ms) uitbeeld. Hierdie golfvorm herhaal elke 2t millisekondes; daarom is die periode T = 2t ms, en die frekwensie f = 1/(2t) kHz.
Golflengte:
Volgens die standaarddefinisie word die afstand tussen twee opeenvolgende pieke of twee opeenvolgende trogge die golflengte genoem.
Eenvoudig gestel, die golflengte is die afstand tussen twee aangrensende positiewe pieke of twee aangrensende negatiewe pieke. Die figuur hieronder toon 'n periodieke golfvorm, met die golflengte (λ) en amplitude gemerk. Hoe hoër die frekwensie, hoe korter die golflengte, en andersom.
Die formule vir golflengte is:
$$\lambda = \frac{c}{f}$$
•λ verteenwoordig die golflengte
•C is die spoed van lig ($3 \times 10^8$ meter per sekonde)
•F is die frekwensie
Die golflengte λ word uitgedruk in lengte-eenhede, soos meter, voet of duim. Die algemeen gebruikte eenheid is die meter.
Impedansie-ooreenstemming:
Volgens die standaarddefinisie vind impedansie-aanpassing plaas wanneer die impedansie van die sender ongeveer gelyk is aan die impedansie van die ontvanger.
Impedansie-ooreenstemming is nodig tussen die antenna en die stroombaan. Die impedansies van die antenna, transmissielyn en stroombaan moet ooreenstem om maksimum kragoordrag tussen die antenna en die ontvanger of sender te verkry.
Die noodsaaklikheid van ooreenstemming
Resonante toestelle is in staat om optimale uitset binne sekere smalbandfrekwensies te lewer. As 'n resonante toestel kan 'n antenna beter uitsetprestasie behaal wanneer die impedansie daarvan behoorlik ooreenstem.
• Wanneer die antenna-impedansie ooreenstem met die impedansie van vrye ruimte, sal die krag wat deur die antenna uitgestraal word, effektief oorgedra word.
• Vir 'n ontvangende antenna moet die uitsetimpedansie ooreenstem met die insetimpedansie van die ontvangende versterkerkring.
• Vir 'n senderantenna moet die insetimpedansie ooreenstem met die uitsetimpedansie van die senderversterker sowel as die kenmerkende impedansie van die transmissielyn.
Impedansie word gemeet in ohm, aangedui deur die simbool Z.
VSWR en weerkaatste krag:
Volgens die standaarddefinisie word die verhouding van die maksimum spanning tot die minimum spanning in 'n staande golf die spanningsstaande golfverhouding (VSWR) genoem.
Wanneer die impedansies van die antenna, transmissielyn en stroombaan nie ooreenstem nie, kan krag nie effektief uitgestraal word nie; in plaas daarvan word 'n gedeelte van die krag teruggekaats.
Die hoofkenmerke is—
• Die parameter wat die graad van impedansie-wanverhouding aandui, word die Spannings Staande Golfverhouding (VSWR) genoem.
•VSWR staan vir Spannings Staande Golfverhouding en word ook algemeen na verwys as SWR
• Hoe groter die impedansie-wanverhouding, hoe hoër die VSWR-waarde
• Om effektiewe straling te verkry, is die ideale VSWR-waarde 1:1
• Weerkaatste krag verwys na die gedeelte van voorwaartse krag wat vermors word. Weerkaatste krag en VSWR beskryf in wese dieselfde fisiese verskynsel vanuit verskillende perspektiewe.
Bandwydte:
Volgens die standaarddefinisie word die frekwensieband binne 'n gespesifiseerde golflengtebereik wat vir 'n spesifieke kommunikasie toegeken word, bandwydte genoem.
Wanneer 'n sein gestuur of ontvang word, werk dit binne 'n sekere frekwensiebereik. Hierdie spesifieke frekwensiebereik word aan 'n spesifieke sein toegeken om interferensie van ander seine tydens oordrag te voorkom.
• Bandwydte verwys na die frekwensiebereik tussen die hoëfrekwensie- en laefrekwensielimiete van 'n seinoordrag
• Sodra bandwydte toegeken is, kan dit nie deur ander gebruik word nie
• Die hele spektrum word in bandwydtesegmente verdeel, elk toegeken aan verskillende senders
Die bandwydte wat ons so pas bespreek het, kan ook absolute bandwydte genoem word.
Persentasie Bandwydte:
Volgens die standaarddefinisie word die verhouding van die absolute bandwydte tot sy middelfrekwensie die persentasie bandwydte genoem.
Die frekwensie binne 'n band waar die seinsterkte sy maksimum bereik, word die resonante frekwensie genoem, ook bekend as die middelfrekwensie van die band, aangedui as fC.
•Die hoër en laer frekwensies van die band word onderskeidelik as fH en fL aangedui
•Die absolute bandwydte word gegee deur fH − fL
• Om die breedte van 'n frekwensieband te evalueer, is dit nodig om die fraksionele bandwydte of persentasie bandwydte daarvan te bereken
Die persentasie bandwydte word bereken om die reeks frekwensievariasies te verstaan wat 'n komponent of stelsel kan hanteer.
•fH dui die hoër frekwensie aan
•fL dui die laer frekwensie aan
•fc dui die middelfrekwensie aan
Hoe groter die persentasie bandwydte, hoe wyer die kanaalbandwydte.
Stralingsintensiteit:
Stralingsintensiteit word gedefinieer as die krag wat per eenheid ruimtehoek uitgestraal word.
'n Antenna straal meer intens uit in sekere rigtings, wat ooreenstem met sy maksimum stralingsintensiteit. Die maksimum moontlike reikwydte van straling word gekenmerk deur die stralingsintensiteit.
Wiskundige Uitdrukking
Stralingsintensiteit word verkry deur die uitgestraalde drywingsdigtheid te vermenigvuldig met die kwadraat van die radiale afstand:
Waar U die stralingsintensiteit is, r die radiale afstand is, en （Wrad） die uitgestraalde drywingsdigtheid is.
•U verteenwoordig die stralingsintensiteit
•r verteenwoordig die radiale afstand
•Wrad verteenwoordig die uitgestraalde kragdigtheid
Die bogenoemde vergelyking druk die stralingsintensiteit van die antenna uit. Die radiale afstand word soms aangedui met die simbool Φ.
Die eenheid van stralingsintensiteit is watt per steradiaal (W/sr), of watt per vierkante radiaal (W/rad²).
Om meer oor antennas te wete te kom, besoek asseblief:
Plasingstyd: 26 Maart 2026
