Απόδοση κεραίαςΠεριγράφει πόσο αποτελεσματικά μετατρέπεται η αποδεκτή ισχύς RF σε ακτινοβολούμενη ισχύ. Είναι μια βασική παράμετρος της κεραίας, επειδή η απώλεια αγωγού, η απώλεια διηλεκτρικού και η αναντιστοιχία σύνθετης αντίστασης μπορούν να μειώσουν την αξιοποιήσιμη ακτινοβολία ακόμη και όταν η κεραία έχει κατάλληλο διάγραμμα.
Ο βασικός τύπος απόδοσης ακτινοβολίας είναι:
Απόδοση ακτινοβολίας, eραδιόφωνο= Πραδιόφωνο/ Πδεκτός
Η συνολική απόδοση περιλαμβάνει επίσης την αναντιστοιχία στην είσοδο της κεραίας:
Συνολική απόδοση, e0= (1 - |Γ|2) εραδιόφωνο
όπου Πραδιόφωνοείναι η ακτινοβολούμενη ισχύς, Pδεκτόςείναι η αποδεκτή ισχύς και Γ είναι ο συντελεστής ανάκλασης εισόδου. Αυτός ο οδηγός εξηγεί τους τύπους απόδοσης κεραίας, τους μηχανισμούς απώλειας, το κέρδος, την κατευθυντικότητα, το πραγματοποιημένο κέρδος και τις συνήθεις μεθόδους μέτρησης.
Απόδοση Κεραίας: Ορισμοί και Τύποι
Σχήμα 1
Η έννοια της απόδοσης της κεραίας μπορεί να οριστεί χρησιμοποιώντας το Σχήμα 1.
Η συνολική απόδοση κεραίας e0 χρησιμοποιείται για τον υπολογισμό των απωλειών κεραίας στην είσοδο και εντός της δομής της κεραίας. Αναφερόμενοι στο Σχήμα 1(β), αυτές οι απώλειες μπορεί να οφείλονται σε:
1. Ανακλάσεις λόγω ασυμφωνίας μεταξύ της γραμμής μετάδοσης και της κεραίας.
2. Απώλειες αγωγιμότητας και διηλεκτρικές απώλειες.
Η συνολική απόδοση της κεραίας μπορεί να ληφθεί από τον ακόλουθο τύπο:
Δηλαδή, συνολική απόδοση = γινόμενο της απόδοσης αναντιστοιχίας, της απόδοσης του αγωγού και της διηλεκτρικής απόδοσης.
Συνήθως είναι πολύ δύσκολο να υπολογιστεί η απόδοση του αγωγού και η διηλεκτρική απόδοση, αλλά μπορούν να προσδιοριστούν με πειράματα. Ωστόσο, τα πειράματα δεν μπορούν να διακρίνουν τις δύο απώλειες, επομένως ο παραπάνω τύπος μπορεί να ξαναγραφεί ως εξής:
ecd είναι η απόδοση ακτινοβολίας της κεραίας και Γ είναι ο συντελεστής ανάκλασης.
Κέρδος, Κατευθυντικότητα και Πραγματοποιημένο Κέρδος
ΚατευθυντικότηταΠεριγράφει πόσο συγκεντρωμένο είναι το διάγραμμα ακτινοβολίας σε μια δεδομένη κατεύθυνση.Κέρδοςσυνδυάζει την κατευθυντικότητα με την απόδοση ακτινοβολίας:
G = eραδιόφωνοD
όπου G είναι το κέρδος, D είναι η κατευθυντικότητα και eραδιόφωνοείναι η απόδοση ακτινοβολίας. Το κέρδος επομένως λαμβάνει υπόψη τις απώλειες αγωγού και διηλεκτρικού, αλλά κανονικά αποκλείει την απώλεια αναντιστοιχίας σύνθετης αντίστασης.
Γενικά, αναφέρεται στο σχετικό κέρδος, το οποίο ορίζεται ως «ο λόγος του κέρδους ισχύος σε μια καθορισμένη κατεύθυνση προς την ισχύ μιας κεραίας αναφοράς σε μια κατεύθυνση αναφοράς». Η ισχύς εισόδου σε αυτήν την κεραία πρέπει να είναι ίση. Η κεραία αναφοράς μπορεί να είναι δονητής, κόρνα ή άλλη κεραία. Στις περισσότερες περιπτώσεις, μια μη κατευθυντική σημειακή πηγή χρησιμοποιείται ως κεραία αναφοράς. Επομένως:
Η σχέση μεταξύ της συνολικής ακτινοβολούμενης ισχύος και της συνολικής ισχύος εισόδου έχει ως εξής:
Πραγματοποιημένο κέρδοςπεριλαμβάνει την επίδραση της αναντιστοιχίας εισροών και σχετίζεται με το κέρδος από:
Gσυνειδητοποίησα= (1 - |Γ|2)G
Όταν η κεραία είναι καλά ταιριασμένη, το πραγματοποιημένο κέρδος πλησιάζει το κέρδος. Εάν η αναντιστοιχία είναι σημαντική, το πραγματοποιημένο κέρδος είναι χαμηλότερο ακόμη και όταν το διάγραμμα ακτινοβολίας και η απόδοση ακτινοβολίας παραμένουν αμετάβλητες.
Η σχέση μεταξύ κέρδους και κατευθυντικότητας είναι:
Εάν η κεραία ταιριάζει απόλυτα με τη γραμμή μεταφοράς, |Γ| = 0 και το πραγματοποιημένο κέρδος ισούται με κέρδος. Σε πρακτικά συστήματα, η απώλεια καλωδίου και το επίπεδο αναφοράς βαθμονόμησης πρέπει επίσης να λαμβάνονται υπόψη κατά τη σύγκριση μετρούμενων και προσομοιωμένων τιμών.
Βασικοί παράγοντες που μειώνουν την απόδοση της κεραίας
- Πεπερασμένη αγωγιμότητα αγωγού και τραχύτητα επιφάνειας
- Διηλεκτρικές απώλειες σε υποστρώματα, ραδιοθόλους και υλικά υποστήριξης
- Αναντιστοιχία σύνθετης αντίστασης στην τροφοδοσία
- Δίκτυα αντιστοίχισης με απώλειες, σύνδεσμοι και δομές τροφοδοσίας
- Εγκατάσταση κοντά σε μέταλλο, απορροφητικά υλικά ή το ανθρώπινο σώμα
- Ανοχές κατασκευής και κατανομή ρεύματος που εξαρτάται από τη συχνότητα
Πώς μετριέται η απόδοση της κεραίας
Η μέθοδος μέτρησης εξαρτάται από τον τύπο της κεραίας, το εύρος συχνοτήτων και τις διαθέσιμες εγκαταστάσεις δοκιμών. Οι συνήθεις προσεγγίσεις περιλαμβάνουν τη σύγκριση κέρδους-κατευθυντικότητας, την ολοκλήρωση του μοτίβου ακτινοβολίας, τις μετρήσεις θαλάμου αντήχησης και τη μέθοδο Wheeler-cap για κατάλληλες ηλεκτρικά μικρές κεραίες. Η ακριβής βαθμονόμηση, η διόρθωση απώλειας καλωδίου, η ευθυγράμμιση πόλωσης και ένα σαφώς καθορισμένο επίπεδο αναφοράς είναι απαραίτητα για ουσιαστικά αποτελέσματα.
Χρήση Απόδοσης και Κέρδους στην Επιλογή Κεραίας
Η απόδοση, το κέρδος, το πραγματοποιημένο κέρδος, το εύρος ζώνης, η πόλωση, το πλάτος δέσμης και το VSWR θα πρέπει να αξιολογούνται μαζί. Μια κεραία υψηλής κατευθυντικότητας μπορεί να προσφέρει χαμηλό πραγματοποιημένο κέρδος εάν η απώλεια ή η αναντιστοιχία είναι υπερβολική. Οι μηχανικοί θα πρέπει να συγκρίνουν τις τιμές σε ολόκληρη τη ζώνη λειτουργίας και υπό αντιπροσωπευτικές συνθήκες τοποθέτησης.
Εξερευνήστε το RF MISOλύσεις κεραίαςή ελέγξτε μαςδυνατότητες δοκιμής κεραίαςΓια επιλογή συγκεκριμένης εφαρμογής, κοινοποιήστε τη ζώνη λειτουργίας, το απαιτούμενο κέρδος, την πόλωση, τους περιορισμούς τοποθέτησης και το περιβάλλον δοκιμών με την ομάδα RF MISO.
Για να μάθετε περισσότερα σχετικά με τις κεραίες, επισκεφθείτε τη διεύθυνση:
Ώρα δημοσίευσης: 14 Ιουνίου 2024
