Paramedr defnyddiol sy'n cyfrifo pŵer derbyn antena yw'rardal effeithiolneuagoriad effeithiol. Tybiwch fod ton awyren gyda'r un polareiddio â'r antena derbyn yn digwydd ar yr antena. Tybiwch ymhellach fod y don yn teithio tuag at yr antena i gyfeiriad ymbelydredd uchaf yr antena (y cyfeiriad y byddai'r pŵer mwyaf yn cael ei dderbyn ohono).

Yna yagoriad effeithiolmae paramedr yn disgrifio faint o bŵer sy'n cael ei ddal o don awyren benodol. Gadewchpbod yn ddwysedd pŵer y don awyren (yn W/m^2). OsMae p_tcynrychioli'r pŵer (mewn Watiau) yn y terfynellau antenâu sydd ar gael i dderbynnydd yr antena, yna:

Felly, mae'r ardal effeithiol yn cynrychioli faint o bŵer sy'n cael ei ddal o don yr awyren a'i gyflenwi gan yr antena. Mae'r ardal hon yn ffactor yn y colledion sy'n gynhenid i'r antena (colledion ohmig, colledion dielectrig, ac ati).

Rhoddir perthynas gyffredinol ar gyfer yr agorfa effeithiol o ran cynnydd antena brig (G) unrhyw antena gan:

Gellir mesur agorfa effeithiol neu arwynebedd effeithiol ar antenâu gwirioneddol trwy gymharu ag antena hysbys sydd ag agorfa effeithiol benodol, neu drwy gyfrifo gan ddefnyddio'r cynnydd a fesurwyd a'r hafaliad uchod.

Bydd agorfa effeithiol yn gysyniad defnyddiol ar gyfer cyfrifo pŵer a dderbyniwyd o don awyren. I weld hyn ar waith, ewch i'r adran nesaf ar fformiwla trosglwyddo Friis.

Yr Hafaliad Trawsyriant Friis

Ar y dudalen hon, rydym yn cyflwyno un o'r hafaliadau mwyaf sylfaenol mewn theori antena, yHafaliad Trawsyriant Friis. Defnyddir yr Hafaliad Trawsyrru Friis i gyfrifo'r pŵer a dderbynnir o un antena (gyda chynnyddG1), pan gaiff ei drosglwyddo o antena arall (gydag ennillG2), wedi'i wahanu gan bellterR, ac yn gweithredu ar amlderfneu lambda tonfedd. Mae'r dudalen hon yn werth ei darllen cwpl o weithiau a dylid ei deall yn llawn.

Tarddiad Fformiwla Trawsyrru Friis

I ddechrau tarddiad yr Hafaliad Friis, ystyriwch ddau antena mewn gofod rhydd (dim rhwystrau gerllaw) wedi'u gwahanu gan bellter.R:

Tybiwch fod （） Watiau o gyfanswm pŵer yn cael eu danfon i'r antena trawsyrru. Am y tro, cymerwch fod yr antena trawsyrru yn omnidirectional, yn ddi-golled, a bod yr antena derbyn ym maes pellaf yr antena trawsyrru. Yna y dwysedd pŵerp(mewn Watiau fesul metr sgwâr) o'r digwyddiad tonnau awyren ar yr antena derbyn bellterRo'r antena trawsyrru yn cael ei roi gan:

Ffigur 1. Antenâu Trosglwyddo (Tx) a Derbyn (Rx) wedi'u gwahanu ganR.

Os oes gan yr antena trawsyrru gynnydd antena i gyfeiriad yr antena derbyn a roddir gan （） , yna mae'r hafaliad dwysedd pŵer uchod yn dod yn:

Mae'r term ennill yn ffactorau o ran cyfeiriadedd a cholledion antena go iawn. Tybiwch nawr bod gan yr antena derbyn agorfa effeithiol a roddir gan（）. Yna mae'r pŵer a dderbynnir gan yr antena hwn ( ) yn cael ei roi gan:

Gan y gellir mynegi'r agorfa effeithiol ar gyfer unrhyw antena hefyd fel:

Gellir ysgrifennu'r pŵer a dderbyniwyd o ganlyniad fel:

hafaliad1

Gelwir hyn yn Fformiwla Trawsyrru Friis. Mae'n cysylltu'r golled llwybr gofod rhydd, enillion antena a thonfedd i'r pwerau derbyn a throsglwyddo. Dyma un o'r hafaliadau sylfaenol mewn theori antena, a dylid ei gofio (yn ogystal â'r tarddiad uchod).

Rhoddir ffurf ddefnyddiol arall o'r Hafaliad Trawsyrru Friis yn Equation [2]. Gan fod tonfedd ac amledd f yn gysylltiedig â chyflymder golau c (gweler y rhagarweiniad i'r dudalen amledd), mae gennym y Fformiwla Trawsyrru Friis o ran amlder:

hafaliad2

Mae hafaliad [2] yn dangos bod mwy o bŵer yn cael ei golli ar amleddau uwch. Mae hyn yn ganlyniad sylfaenol i Hafaliad Trawsyrru Friis. Mae hyn yn golygu, ar gyfer antenâu ag enillion penodol, y bydd y trosglwyddiad ynni uchaf ar amleddau is. Gelwir y gwahaniaeth rhwng y pŵer a dderbynnir a'r pŵer a drosglwyddir yn golled llwybr. Wedi'i ddweud mewn ffordd wahanol, dywed Friis Transmission Equation fod y golled llwybr yn uwch ar gyfer amleddau uwch. Ni ellir gorbwysleisio pwysigrwydd y canlyniad hwn o Fformiwla Trawsyrru Friis. Dyna pam mae ffonau symudol yn gweithredu ar lai na 2 GHz yn gyffredinol. Efallai y bydd mwy o sbectrwm amledd ar gael ar amleddau uwch, ond ni fydd y colled llwybr cysylltiedig yn galluogi derbyniad o ansawdd. O ganlyniad pellach i Friss Transmission Equation, mae'n debyg y gofynnir i chi am antenâu 60 GHz. Gan nodi bod yr amlder hwn yn uchel iawn, efallai y byddwch yn nodi y bydd y golled llwybr yn rhy uchel ar gyfer cyfathrebu ystod hir - ac rydych yn hollol gywir. Ar amleddau uchel iawn (cyfeirir at 60 GHz weithiau fel y rhanbarth mm (ton milimetr), mae'r golled llwybr yn uchel iawn, felly dim ond cyfathrebu pwynt-i-bwynt sy'n bosibl. Mae hyn yn digwydd pan fydd y derbynnydd a'r trosglwyddydd yn yr un ystafell, ac yn wynebu ei gilydd. Fel arwydd pellach o Fformiwla Trawsyrru Friis, a ydych chi'n meddwl bod y gweithredwyr ffonau symudol yn hapus â'r band LTE (4G) newydd, sy'n gweithredu ar 700MHz? Yr ateb yw ydy: mae hwn yn amledd is nag y mae antenâu yn draddodiadol yn gweithredu arno, ond o Equation [2], nodwn y bydd colled llwybr felly yn is hefyd. Felly, gallant "orchuddio mwy o dir" gyda'r sbectrwm amledd hwn, a galwodd gweithrediaeth Verizon Wireless y "sbectrwm o ansawdd uchel" hwn yn ddiweddar, yn union am y rheswm hwn. Nodyn Ochr: Ar y llaw arall, bydd yn rhaid i'r gwneuthurwyr ffôn symudol ffitio antena gyda thonfedd fwy mewn dyfais gryno (amledd is = tonfedd mwy), felly aeth swydd y dylunydd antena ychydig yn fwy cymhleth!

Yn olaf, os nad yw'r antenâu yn cyfateb i bolareiddio, gallai'r pŵer a dderbyniwyd uchod gael ei luosi â'r Ffactor Colled Pegynu (PLF) i roi cyfrif priodol am y diffyg cyfatebiaeth hwn. Gellir newid yr hafaliad [2] uchod i gynhyrchu Fformiwla Trawsyrru Friis gyffredinol, sy'n cynnwys diffyg cyfatebiaeth polareiddio: