ΚεραίαΤο κέρδος είναι μια κρίσιμη παράμετρος στα συστήματα ασύρματης επικοινωνίας, καθώς καθορίζει την ικανότητα μιας κεραίας να κατευθύνει ή να συγκεντρώνει την ενέργεια ραδιοσυχνοτήτων σε μια συγκεκριμένη κατεύθυνση. Το υψηλότερο κέρδος κεραίας βελτιώνει την ισχύ του σήματος, επεκτείνει το εύρος επικοινωνίας και βελτιώνει τη συνολική απόδοση του συστήματος. Αυτό το άρθρο διερευνά πρακτικές μεθόδους για την αύξηση του κέρδους κεραίας, εστιάζοντας στις αρχές σχεδιασμού, στις τεχνικές βελτιστοποίησης και στις προηγμένες τεχνολογίες.
1. Βελτιστοποίηση σχεδίασης κεραίας
Το κέρδος μιας κεραίας σχετίζεται στενά με τη φυσική της σχεδίαση. Ένας από τους πιο αποτελεσματικούς τρόπους για να αυξήσετε το κέρδος είναι να χρησιμοποιήσετε μια κατευθυντική κεραία, όπως μια κεραία Yagi-Uda, έναν παραβολικό ανακλαστήρα ή μια κεραία patch, η οποία εστιάζει την ενέργεια σε μια συγκεκριμένη κατεύθυνση αντί να την ακτινοβολεί ομοιόμορφα προς όλες τις κατευθύνσεις. Για παράδειγμα, οι κεραίες παραβολικών ανακλαστήρων επιτυγχάνουν υψηλό κέρδος συγκεντρώνοντας τα σήματα στο εστιακό σημείο, καθιστώντας τις ιδανικές για επικοινωνία μεγάλων αποστάσεων.
2. Αυξήστε το μέγεθος της κεραίας
Το κέρδος της κεραίας είναι ανάλογο με το ενεργό διάφραγμά της, το οποίο σχετίζεται άμεσα με το φυσικό της μέγεθος. Οι μεγαλύτερες κεραίες μπορούν να συλλάβουν ή να εκπέμπουν περισσότερη ενέργεια, με αποτέλεσμα υψηλότερο κέρδος. Για παράδειγμα, οι κεραίες πιάτων με μεγαλύτερες διαμέτρους παρέχουν υψηλότερο κέρδος λόγω της αυξημένης επιφάνειας τους. Ωστόσο, αυτή η προσέγγιση περιορίζεται από πρακτικούς περιορισμούς όπως ο χώρος και το κόστος.
3. ΧρήσηΣυστοιχίες κεραιών
Οι συστοιχίες κεραιών αποτελούνται από πολλαπλές μεμονωμένες κεραίες διατεταγμένες σε μια συγκεκριμένη διαμόρφωση. Συνδυάζοντας τα σήματα από αυτά τα στοιχεία, η συστοιχία μπορεί να επιτύχει υψηλότερο κέρδος και κατευθυντικότητα. Οι κεραίες με συστοιχία φάσης, για παράδειγμα, χρησιμοποιούν τεχνικές μετατόπισης φάσης για να κατευθύνουν τη δέσμη ηλεκτρονικά, παρέχοντας τόσο υψηλό κέρδος όσο και ευελιξία στην κατευθυντικότητα.
RM-PA1075145-32
RM-PA7087-43
RM-SWA910-22
4. Βελτιώστε την αποτελεσματικότητα της τροφοδοσίας
Το σύστημα τροφοδοσίας, το οποίο μεταφέρει ενέργεια μεταξύ του πομπού/δέκτη και της κεραίας, παίζει καθοριστικό ρόλο στον προσδιορισμό του κέρδους. Η χρήση υλικών χαμηλών απωλειών και η βελτιστοποίηση του δικτύου τροφοδοσίας μπορεί να ελαχιστοποιήσει τις απώλειες ενέργειας και να βελτιώσει τη συνολική απόδοση. Για παράδειγμα, ομοαξονικά καλώδια με χαμηλότερη εξασθένηση ή τροφοδοσίες κυματοδηγού μπορούν να βελτιώσουν την απόδοση.
5. Μειώστε τις Απώλειες
Απώλειες στο σύστημα κεραίας, όπως απώλειες αντίστασης, απώλειες διηλεκτρικών και αναντιστοιχίες σύνθετης αντίστασης, μπορούν να μειώσουν σημαντικά το κέρδος. Η χρήση υλικών υψηλής αγωγιμότητας (π.χ. χαλκού ή αλουμινίου) για τη δομή της κεραίας και διηλεκτρικών υλικών χαμηλών απωλειών για τα υποστρώματα μπορεί να μετριάσει αυτές τις απώλειες. Επιπλέον, η διασφάλιση της κατάλληλης αντιστοίχισης σύνθετης αντίστασης μεταξύ της κεραίας και της γραμμής μετάδοσης μεγιστοποιεί τη μεταφορά ισχύος και αυξάνει το κέρδος.
6. Απασχολεί Ανακλαστές και Διευθυντές
Σε κατευθυντικές κεραίες όπως οι κεραίες Yagi-Uda, χρησιμοποιούνται ανακλαστήρες και σκηνοθέτες για την ενίσχυση του κέρδους. Οι ανακλαστήρες τοποθετούνται πίσω από το στοιχείο ακτινοβολίας για να ανακατευθύνουν την ενέργεια προς τα εμπρός, ενώ οι σκηνοθέτες είναι τοποθετημένοι μπροστά για να εστιάζουν περαιτέρω τη δέσμη. Η σωστή απόσταση και το μέγεθος αυτών των στοιχείων μπορεί να βελτιώσει σημαντικά το κέρδος και την κατευθυντικότητα.
Σύναψη
Η αύξηση του κέρδους κεραίας περιλαμβάνει έναν συνδυασμό προσεκτικού σχεδιασμού, επιλογής υλικού και προηγμένων τεχνικών. Με τη βελτιστοποίηση της φυσικής δομής της κεραίας, τη μείωση των απωλειών και την αξιοποίηση τεχνολογιών όπως οι συστοιχίες κεραιών και η διαμόρφωση δέσμης, είναι δυνατό να επιτευχθούν σημαντικές βελτιώσεις στο κέρδος και στη συνολική απόδοση του συστήματος. Αυτές οι βελτιώσεις είναι απαραίτητες για εφαρμογές που κυμαίνονται από την ασύρματη επικοινωνία έως τα ραντάρ και τα δορυφορικά συστήματα.
Για να μάθετε περισσότερα σχετικά με τις κεραίες, επισκεφθείτε:
Ώρα δημοσίευσης: Φεβ-21-2025
