Rigtingsvermoë is 'n fundamentele antennaparameter. Dit is 'n maatstaf van hoe die stralingspatroon van 'n rigtingantenna is. 'n Antenna wat ewe veel in alle rigtings uitstraal, sal 'n rigtingsvermoë gelyk aan 1 hê. (Dit is gelykstaande aan nul desibel -0 dB).
Die funksie van sferiese koördinate kan geskryf word as 'n genormaliseerde stralingspatroon:
[Vergelyking 1]
'n Genormaliseerde stralingspatroon het dieselfde vorm as die oorspronklike stralingspatroon. Die genormaliseerde stralingspatroon word met magnitude verminder sodat die maksimum waarde van die stralingspatroon gelyk is aan 1. (Die grootste is vergelyking [1] van "F"). Wiskundig word die formule vir rigting (tipe "D") geskryf as:
Dit mag dalk soos 'n ingewikkelde rigtingvergelyking lyk. Die stralingspatrone van molekules is egter van die grootste waarde. Die noemer verteenwoordig die gemiddelde krag wat in alle rigtings uitgestraal word. Die vergelyking is dan 'n maatstaf van die piek uitgestraalde krag gedeel deur die gemiddelde. Dit gee die antenna-rigting.
Rigtingparadigma
As 'n voorbeeld, beskou die volgende twee vergelykings vir die stralingspatroon van twee antennas.
Antenna 1
Antenna 2
Hierdie stralingspatrone word in Figuur 1 uitgebeeld. Let asseblief daarop dat die stralingsmodus slegs 'n funksie van die poolhoek theta(θ) is. Die stralingspatroon is nie 'n funksie van asimut nie. (Die asimutale stralingspatroon bly onveranderd). Die stralingspatroon van die eerste antenna is minder rigtinggewend as die stralingspatroon van die tweede antenna. Daarom verwag ons dat die rigtinggewendheid laer sal wees vir die eerste antenna.
figuur 1. Stralingspatroondiagram van 'n antenna. Het hoë rigting?
Deur formule [1] te gebruik, kan ons bereken dat die antenna hoër rigting het. Om jou begrip te toets, dink aan Figuur 1 en wat rigting is. Bepaal dan watter antenna hoër rigting het sonder om enige wiskunde te gebruik.
Rigtingberekeningsresultate, gebruik formule [1]:
Rigtingantenna 1 berekening, 1.273 (1.05 dB).
Rigtingantenna 2 berekening, 2.707 (4.32 dB).
Verhoogde rigting beteken 'n meer gefokusde of rigtingantenna. Dit beteken dat 'n 2-ontvangende antenna 2.707 keer die rigtingskrag van sy piek het as 'n omnidireksionele antenna. Antenna 1 sal 1.273 keer die krag van 'n omnidireksionele antenna kry. Omnidireksionele antennas word as 'n algemene verwysing gebruik, al bestaan daar geen isotropiese antennas nie.
Selfoonantennas moet 'n lae rigting hê, want seine kan uit enige rigting kom. In teenstelling hiermee het satellietskottels hoë rigting. 'n Satellietskottel ontvang seine uit 'n vaste rigting. As jy byvoorbeeld 'n satelliet-TV-skottel kry, sal die maatskappy jou sê waarheen jy dit moet rig en die skottel sal die verlangde sein ontvang.
Ons sal afsluit met 'n lys van antenna-tipes en hul rigting. Dit sal jou 'n idee gee van watter rigting algemeen is.
Antenna tipe Tipiese rigting Tipiese rigting [desibel] (dB)
Kort dipoolantenna 1.5 1.76
Halfgolf dipoolantenna 1.64 2.15
Pleister (mikrostrip-antenna) 3.2-6.3 5-8
Horingantenna 10-100 10-20
Skottelantenna 10-10 000 10-40
Soos die data hierbo toon, wissel die antenna se rigting baie. Daarom is dit belangrik om die rigting te verstaan wanneer jy die beste antenna vir jou spesifieke toepassing kies. As jy energie uit verskeie rigtings in een rigting moet stuur of ontvang, moet jy 'n antenna met lae rigting ontwerp. Voorbeelde van toepassings vir antennas met lae rigting sluit in motorradio's, selfone en rekenaars se draadlose internettoegang. Omgekeerd, as jy afstandwaarneming of geteikende kragoordrag doen, sal 'n hoogs gerigte antenna benodig word. Hoogs gerigte antennas sal die oordrag van krag uit die verlangde rigting maksimeer en seine uit ongewenste rigtings verminder.
Gestel ons wil 'n antenna met lae rigting hê. Hoe doen ons dit?
Die algemene reël van antennateorie is dat jy 'n elektries klein antenna benodig om lae rigting te produseer. Dit wil sê, as jy 'n antenna met 'n totale grootte van 0.25 - 0.5 golflengte gebruik, sal jy die rigting minimaliseer. Halfgolf-dipoolantennas of halfgolflengte-gleufantennas het tipies minder as 3 dB rigting. Dit is so laag as 'n rigting wat jy in die praktyk kan kry.
Uiteindelik kan ons nie antennas kleiner as 'n kwart golflengte maak sonder om die doeltreffendheid van die antenna en die bandwydte van die antenna te verminder nie. Antenna-doeltreffendheid en antenna-bandwydte sal in toekomstige hoofstukke bespreek word.
Vir 'n antenna met hoë rigtingsvermoë, benodig ons antennas van baie golflengtegroottes. Soos satellietskottelantennas en horingantennas, het hulle hoë rigtingsvermoë. Dit is deels omdat hulle baie golflengtes lank is.
hoekom is dit? Uiteindelik het die rede te doen met die eienskappe van die Fourier-transform. Wanneer jy die Fourier-transform van 'n kort puls neem, kry jy 'n breë spektrum. Hierdie analogie is nie teenwoordig in die bepaling van die stralingspatroon van 'n antenna nie. Die stralingspatroon kan beskou word as die Fourier-transform van die verspreiding van stroom of spanning langs die antenna. Daarom het klein antennas breë stralingspatrone (en lae rigting). Antennas met groot eenvormige spanning- of stroomverspreiding Baie rigtingpatrone (en hoë rigting).
E-mail:info@rf-miso.com
Telefoon: 0086-028-82695327
Webwerf: www.rf-miso.com
Plasingstyd: 7 Nov 2023
