Aktualności
Antena – popularnonaukowa – przepustowość operacyjna
Szacowany czas do zakończenia czytania: 15 minut
Ja. Definicja i klasyfikacja
1. Definicja: Pasmo anteny ogólnie odnosi się do zakresu częstotliwości odpowiadającego sytuacji, w której określony parametr anteny (taki jak wzmocnienie, współczynnik fali stojącej napięcia itp.) spełnia określone wymagania.
2. Klasyfikacja
Bezwzględna szerokość pasma: Jest to rzeczywisty zakres częstotliwości, w którym może działać antena. Wzór obliczeniowy jest następujący: Îf = fmax - fmin, gdzie fmax to najwyższa częstotliwość, na której może pracować antena, a fmin to najniższa częstotliwość, na której może pracować antena.
Względna szerokość pasma**: Wyrażana jest jako stosunek różnicy pomiędzy górną i dolną częstotliwością graniczną do częstotliwości środkowej. Wzór obliczeniowy to Względna przepustowość = (f_high - f_low) / f_center.
II. Czynniki wpływające i metody reprezentacji
1. Czynniki wpływające: Na szerokość pasma anteny wpływają różne czynniki, w tym rozmiar fizyczny, kształt, materiał anteny i cele projektowe. Na przykład techniki takie jak stosowanie grubszych metalowych drutów, metalowych „klatek drucianych” w celu przybliżenia nawet grubszych metalowych drutów oraz łączenie wielu anten w jeden element mogą zwiększyć szerokość pasma anteny.
2. Metody reprezentacji:
Współczynnik fali stojącej napięcia (VSWR) Warunek: Pod warunkiem, że współczynnik fali stojącej napięcia VSWR ≤ 1,5, szerokość pasma częstotliwości roboczej anteny nazywana jest szerokością pasma anteny. Jest to definicja powszechnie stosowana w systemach komunikacji mobilnej.
Warunek spadku wzmocnienia: Szerokość pasma częstotliwości, w którym wzmocnienie anteny spada o 3 decybele, nazywana jest również szerokością pasma anteny. Ta metoda reprezentacji skupia się na charakterystyce zysku anteny zmieniającej się wraz z częstotliwością.
III. Praktyczne zastosowania i znaczenie
1. Zastosowania praktyczne: W systemach komunikacyjnych wybór szerokości pasma anteny ma kluczowe znaczenie dla wydajności systemu. Jeśli pasmo anteny jest zbyt wąskie, może nie być w stanie pokryć wymaganego zakresu częstotliwości komunikacji, co skutkuje pogorszeniem jakości komunikacji lub niemożnością ustanowienia połączenia komunikacyjnego. Dlatego też przy wyborze anteny należy kompleksowo uwzględnić takie czynniki, jak zakres częstotliwości komunikacji, wymagania dotyczące przepustowości i antena wydajność systemu.
2. Znaczenie: Szerokość pasma anteny jest jednym z ważnych wskaźników pomiaru wydajności anteny. Określa możliwości promieniowania i odbioru anteny na różnych częstotliwościach i ma ogromne znaczenie dla zapewnienia stabilności i niezawodności systemu komunikacji.
Typy przepustowości anteny
Ja. Bezwzględna przepustowość
1. Definicja: Bezwzględna szerokość pasma odnosi się do rzeczywistego zakresu częstotliwości, w którym może pracować antena, to znaczy różnicy między najwyższą częstotliwością a najniższą częstotliwością, gdy wskaźniki wydajności anteny (takie jak współczynnik fali stojącej napięcia, wzmocnienie itp.) spełniać określone wymagania. Wzór obliczeniowy jest następujący: B = fh - fl, gdzie fh to najwyższa częstotliwość w obrębie pasma, a fl to najniższa częstotliwość w obrębie pasma.
2. Charakterystyka: Bezwzględna szerokość pasma bezpośrednio odzwierciedla rozmiar zakresu częstotliwości, jaki może pokryć antena, i stanowi intuicyjny sposób przedstawienia szerokości pasma anteny.
II. Względna przepustowość
1. Definicja: Względna szerokość pasma wyrażana jest jako stosunek różnicy pomiędzy najwyższą i najniższą częstotliwością, przy której antena może pracować, do częstotliwości środkowej. Wzór obliczeniowy jest następujący: Br = (fh - fl) / f0 Ã 100%, gdzie fh to najwyższa częstotliwość w paśmie, fl to najniższa częstotliwość w paśmie, a f0 to częstotliwość środkowa.
2. Charakterystyka:
- Ponieważ względna szerokość pasma uwzględnia środkową częstotliwość działania anteny, może dokładniej odzwierciedlać zmiany wydajności anteny przy różnych częstotliwościach.
- W zależności od wielkości względnej szerokości pasma anteny można podzielić na anteny wąskopasmowe, anteny szerokopasmowe i anteny ultraszerokopasmowe. Generalnie anteny o względnej szerokości pasma mniejszej niż 10% nazywane są antenami wąskopasmowymi, a te o względnej szerokości pasma większej niż 20% nazywane są antenami szerokopasmowymi. Anteny szerokopasmowe można również bezpośrednio przedstawić jako stosunek fh do fl. Anteny o współczynniku fh/fl większym niż 2:1 nazywane są antenami szerokopasmowymi. Jeśli fh/fl jest większe niż 3:1, można je nazwać antenami bardzo szerokopasmowymi. Dla fh/fl większej niż 10:1, są one zwykle nazywane antenami ultraszerokopasmowymi. Mówi się również, że względna szerokość pasma anten wąskopasmowych jest mniejsza niż 1%, anten szerokopasmowych wynosi od 1% do 25%, a ultra - anten szerokopasmowych jest większa niż 25% .
III. Inne metody reprezentacji
Oprócz szerokości bezwzględnej i względnej, szerokość pasma anteny może być również reprezentowana przez stosunek szerokości pasma, czyli stosunek górnej i dolnej częstotliwości granicznej (fh:fl). Jednakże ta metoda reprezentacji jest rzadziej stosowana niż szerokość bezwzględna i szerokość względna.
