Newyddion - Damcaniaeth Antena – Paramedrau Sylfaenol

Mae'r bennod hon yn cyflwyno paramedrau sylfaenol cyfathrebu diwifr, gyda'r nod o roi gwell dealltwriaeth o rôl antenâu mewn systemau cyfathrebu. Cynhelir cyfathrebu diwifr ar ffurf tonnau electromagnetig, gan ei gwneud hi'n hanfodol deall nodweddion lledaeniad tonnau.

Yn y bennod hon, byddwn yn trafod y paramedrau canlynol:

•Amlder
•Tonfedd
•Cyfatebu Rhwystriant
•VSWR a Phŵer Adlewyrchol
•Lled Band
•Canran Lled Band
•Dwyster Ymbelydredd

Nawr, gadewch i ni edrych yn fanwl arnyn nhw.

Amlder:

Yn ôl y diffiniad safonol, amlder yw nifer yr ailadroddiadau o don fesul uned amser. Mewn termau syml, mae amlder yn disgrifio pa mor aml y mae digwyddiad yn digwydd. Mae ton gyfnodol yn ailadrodd bob T eiliad (un cyfnod), a'i amlder yw gwrthdro'r cyfnod amser T.

Yn fathemategol, mae'n ymddangos fel a ganlyn:

$$f = \frac{1}{T}$$

•Mae F yn cynrychioli amledd ton gyfnodol, tra

•T yw'r amser sydd ei angen i gwblhau un cylchred llawn.

Mesurir amledd mewn hertz, a dalfyrrir fel Hz.

Mae'r ffigur uchod yn darlunio ton sin, gan blotio foltedd (mewn mV) fel ffwythiant o amser (mewn ms). Mae'r donffurf hon yn ailadrodd bob 2t milieiliad; felly, ei chyfnod T = 2t ms, a'i amledd f = 1/(2t) kHz.

Tonfedd:

Yn ôl y diffiniad safonol, gelwir y pellter rhwng dau gopa olynol neu ddau isafbwynt olynol yn donfedd.

Yn syml, y donfedd yw'r pellter rhwng dau gopa positif cyfagos neu ddau gopa negatif cyfagos. Mae'r ffigur isod yn dangos tonffurf gyfnodol, gyda'r donfedd (λ) a'r osgled wedi'u marcio. Po uchaf yw'r amledd, y byrraf yw'r donfedd, ac i'r gwrthwyneb.

Y fformiwla ar gyfer tonfedd yw:

$$\lambda = \frac{c}{f}$$

•λ yn cynrychioli'r donfedd

•C yw cyflymder golau ($3 \times 10^8$ metr yr eiliad)

•F yw'r amledd

Mynegir y donfedd λ mewn unedau hyd, fel metrau, troedfeddi, neu fodfeddi. Yr uned a ddefnyddir yn gyffredin yw'r metr.

Cyfatebu Rhwystriant:

Yn ôl y diffiniad safonol, mae paru rhwystriant yn digwydd pan fydd rhwystriant y trosglwyddydd yn hafal i rwymiant y derbynnydd.

Mae angen cyfateb impedans rhwng yr antena a'r gylched. Dylid cyfateb impedansau'r antena, y llinell drosglwyddo, a'r gylched i sicrhau'r trosglwyddiad pŵer mwyaf posibl rhwng yr antena a'r derbynnydd neu'r trosglwyddydd.

Angenrheidrwydd Paru
Mae dyfeisiau atseiniol yn gallu darparu allbwn gorau posibl o fewn amleddau band cul penodol. Fel dyfais atseiniol, gall antena gyflawni perfformiad allbwn gwell pan fydd ei rhwystriant wedi'i baru'n iawn.

• Pan fydd rhwystriant yr antena yn cyfateb i rwymiant y gofod rhydd, bydd y pŵer a belydrir gan yr antena yn cael ei drosglwyddo'n effeithiol

•Ar gyfer antena derbyn, dylai ei rhwystriant allbwn gyd-fynd ag rhwystriant mewnbwn y gylched mwyhadur derbyn

•Ar gyfer antena trosglwyddo, dylai ei rhwystriant mewnbwn gyd-fynd ag rhwystriant allbwn yr amplifier trosglwyddo yn ogystal ag rhwystriant nodweddiadol y llinell drosglwyddo

Mesurir rhwystriant mewn ohmau, a ddynodir gan y symbol Z.

VSWR a Phŵer Adlewyrchol:

Yn ôl y diffiniad safonol, gelwir y gymhareb rhwng y foltedd uchaf a'r foltedd isaf mewn ton sefydlog yn gymhareb foltedd tonnau sefydlog (VSWR).

Pan nad yw rhwystriannau'r antena, y llinell drosglwyddo, a'r gylched yn cyfateb, ni ellir pelydru pŵer yn effeithiol; yn lle hynny, mae cyfran o'r pŵer yn cael ei adlewyrchu'n ôl.

Y prif nodweddion yw—

•Gelwir y paramedr sy'n nodi graddfa'r anghydweddiad impedans yn Gymhareb Ton Sefydlog Foltedd (VSWR)

•Mae VSWR yn sefyll am Gymhareb Tonnau Sefydlog Foltedd ac fe'i cyfeirir ato'n gyffredin hefyd fel SWR

•Po fwyaf yw'r anghydweddiad impedans, yr uchaf yw'r gwerth VSWR

•I gyflawni ymbelydredd effeithiol, y gwerth VSWR delfrydol yw 1:1

•Mae pŵer adlewyrchol yn cyfeirio at y gyfran o bŵer ymlaen sy'n cael ei wastraffu. Mae pŵer adlewyrchol a VSWR yn disgrifio'r un ffenomen ffisegol o safbwyntiau gwahanol yn y bôn.

Lled band:

Yn ôl y diffiniad safonol, gelwir y band amledd o fewn ystod tonfedd benodol a ddyrennir ar gyfer cyfathrebu penodol yn lled band.

Pan fydd signal yn cael ei drosglwyddo neu ei dderbyn, mae'n gweithredu o fewn ystod amledd benodol. Mae'r ystod amledd benodol hon yn cael ei neilltuo i signal penodol i atal ymyrraeth gan signalau eraill yn ystod y trosglwyddiad.

•Mae lled band yn cyfeirio at yr ystod amledd rhwng terfynau amledd uchel ac amledd isel trosglwyddiad signal

•Unwaith y bydd lled band wedi'i ddyrannu, ni all eraill ei ddefnyddio

•Mae'r sbectrwm cyfan wedi'i rannu'n segmentau lled band, pob un wedi'i aseinio i drosglwyddyddion gwahanol

Gellir cyfeirio at y lled band rydyn ni newydd ei drafod hefyd fel lled band absoliwt.

Canran Lled Band:

Yn ôl y diffiniad safonol, gelwir y gymhareb rhwng y lled band absoliwt a'i amledd canol yn lled band canrannol.

Gelwir yr amledd o fewn band lle mae cryfder y signal yn cyrraedd ei uchafswm yn amledd atseiniol, a elwir hefyd yn amledd canol y band, a ddynodir fel fC.

•Dynodir amleddau uwch ac isaf y band fel fH ac fL, yn y drefn honno

•Rhoddir y lled band absoliwt gan fH − fL

•I werthuso lled band amledd, mae angen cyfrifo ei led band ffracsiynol neu ei led band canrannol

Cyfrifir y lled band canrannol i ddeall yr ystod o amrywiadau amledd y gall cydran neu system eu trin.

•fH yn dynodi'r amledd uwch

•Mae fL yn dynodi'r amledd isaf

•fc yn dynodi'r amledd canolog

Po fwyaf yw'r ganran lled band, yr ehangach yw lled band y sianel.

Dwyster Ymbelydredd:

Diffinnir dwyster ymbelydredd fel y pŵer a belydrar fesul uned ongl solet.

Mae antena yn pelydru'n fwy dwys i gyfeiriadau penodol, sy'n cyfateb i'w dwyster ymbelydredd mwyaf. Nodweddir yr ystod fwyaf posibl o ymbelydredd gan ddwyster yr ymbelydredd.

Mynegiant Mathemategol
Ceir dwyster yr ymbelydredd drwy luosi'r dwysedd pŵer ymbelydrol â sgwâr y pellter rheiddiol: