Antenin qəbul gücünü hesablayan faydalı bir parametrdirtəsirli sahəvə yaeffektiv diyaframQəbuledici anten ilə eyni polyarizasiyaya malik müstəvi dalğanın antenə düşdüyünü fərz edək. Bundan əlavə, dalğanın antenin maksimum şüalanma istiqamətində (ən çox gücün alınacağı istiqamət) antenə doğru hərəkət etdiyini fərz edək.

Sonra isəeffektiv diyaframparametr verilmiş müstəvi dalğadan nə qədər gücün tutulduğunu təsvir edir.pmüstəvi dalğanın güc sıxlığı olsun (Vt/m^2 ilə). ƏgərP_tantenin qəbuledicisi üçün mövcud olan anten terminallarındakı gücü (Vattla) təmsil edir, sonra:

Beləliklə, effektiv sahə sadəcə olaraq müstəvi dalğadan nə qədər güc tutulduğunu və anten tərəfindən nə qədər ötürüldüyünü təmsil edir. Bu sahə antenaya xas olan itkiləri (om itkiləri, dielektrik itkiləri və s.) nəzərə alır.

İstənilən antenanın pik anten qazancı (G) baxımından effektiv diafraqma üçün ümumi əlaqə aşağıdakı kimi verilir:

Effektiv apertura və ya effektiv sahə faktiki antenalarda müəyyən bir effektiv aperturaya malik məlum anten ilə müqayisə yolu ilə və ya ölçülmüş qazanc və yuxarıdakı tənlikdən istifadə etməklə hesablama yolu ilə ölçülə bilər.

Effektiv diafraqma müstəvi dalğadan alınan gücün hesablanması üçün faydalı bir konsepsiya olacaq. Bunu hərəkətdə görmək üçün Friis ötürmə düsturunun növbəti bölməsinə keçin.

Friis Transmissiya Tənliyi

Bu səhifədə, anten nəzəriyyəsindəki ən fundamental tənliklərdən birini təqdim edirikFriis Transmissiya TənliyiFriis Ötürmə Tənliyi bir antenadan (qazancla) alınan gücü hesablamaq üçün istifadə olunur.G1), başqa bir antenadan ötürüldükdə (qazancla)G2), məsafə ilə ayrılıbRvə tezlikdə işləyirfvə ya dalğa uzunluğu lambda. Bu səhifəni bir neçə dəfə oxumağa dəyər və tam başa düşülməlidir.

Friis Transmissiya Formulasının törəməsi

Friis tənliyinin çıxarılmasına başlamaq üçün, boş məkanda (yaxınlıqda heç bir maneə yoxdur) bir-birindən məsafə ilə ayrılmış iki antenanı nəzərdən keçirin.R:

Tutaq ki, ötürücü antena ümumi güc () Vatt olaraq verilir. Hazırlıq üçün ötürücü antena hər istiqamətdə, itkisiz və qəbuledici antena ötürücü antenasının uzaq sahəsində yerləşir. Onda güc sıxlığıp(kvadrat metrə düşən müstəvi dalğanın) məsafəsiRötürücü antenadan aşağıdakı kimi verilir:

Şəkil 1. Ötürücü (Tx) və Qəbuledici (Rx) Antenalar bir-birindən aşağıdakı kimi ayrılırR.

Əgər ötürücü antenanın qəbuledici anten istiqamətində () ilə verilən antenna qazancı varsa, yuxarıdakı güc sıxlığı tənliyi belə olur:

Qazanc termini real antenanın istiqamətliliyində və itkilərində faktorlardır. İndi qəbuledici antenanın effektiv diafraqmasının aşağıdakı kimi verildiyini fərz edək( )Onda bu antenanın ( ) aldığı güc aşağıdakı kimi verilir:

İstənilən anten üçün effektiv diyafram aşağıdakı kimi də ifadə edilə bilər:

Nəticədə alınan güc aşağıdakı kimi yazıla bilər:

Tənlik 1

Bu, Friis Ötürmə Düsturu kimi tanınır. Bu düstur sərbəst fəza yolunun itkisini, anten qazanclarını və dalğa uzunluğunu qəbul və ötürmə gücləri ilə əlaqələndirir. Bu, anten nəzəriyyəsindəki fundamental tənliklərdən biridir və yadda saxlanılmalıdır (həmçinin yuxarıdakı törəmə).

Friis Ötürmə Tənliyinin digər faydalı forması [2] tənliyində verilmişdir. Dalğa uzunluğu və f tezliyi işığın sürəti c ilə əlaqəli olduğundan (tezlik səhifəsinə girişə baxın), tezlik baxımından Friis Ötürmə Düsturuna sahibik:

Tənlik 2

Tənlik [2] göstərir ki, daha yüksək tezliklərdə daha çox enerji itirilir. Bu, Friis Ötürmə Tənliyinin fundamental nəticəsidir. Bu o deməkdir ki, müəyyən qazancları olan antenalarda enerji ötürülməsi daha aşağı tezliklərdə ən yüksək olacaq. Alınan güc və ötürülən güc arasındakı fərq yol itkisi kimi tanınır. Başqa cür desək, Friis Ötürmə Tənliyi yol itkisinin daha yüksək tezliklərdə daha yüksək olduğunu bildirir. Friis Ötürmə Formulundan əldə edilən bu nəticənin əhəmiyyəti şişirdilməməlidir. Buna görə mobil telefonlar ümumiyyətlə 2 GHz-dən az tezlikdə işləyir. Daha yüksək tezliklərdə daha çox tezlik spektri mövcud ola bilər, lakin əlaqəli yol itkisi keyfiyyətli qəbulu təmin etməyəcək. Friss Ötürmə Tənliyinin daha bir nəticəsi olaraq, sizdən 60 GHz antenalar haqqında soruşulduğunu düşünün. Bu tezliyin çox yüksək olduğunu nəzərə alaraq, yol itkisinin uzun məsafəli rabitə üçün çox yüksək olacağını deyə bilərsiniz - və siz tamamilə haqlısınız. Çox yüksək tezliklərdə (60 GHz bəzən mm (millimetr dalğa) bölgəsi adlanır) yol itkisi çox yüksəkdir, buna görə də yalnız nöqtədən nöqtəyə rabitə mümkündür. Bu, qəbuledici və ötürücü eyni otaqda və bir-birinə baxdıqda baş verir. Friis Transmission Formula-nın daha bir nəticəsi olaraq, sizcə mobil telefon operatorları 700MHz-də işləyən yeni LTE (4G) diapazonundan məmnundurlarmı? Cavab bəlidir: bu, ənənəvi olaraq işləyən antenalardan daha aşağı tezlikdir, lakin [2] tənliyindən görürük ki, yol itkisi də daha aşağı olacaq. Beləliklə, onlar bu tezlik spektri ilə "daha çox ərazini əhatə edə" bilərlər və Verizon Wireless şirkətinin rəhbəri bu yaxınlarda məhz bu səbəbdən bunu "yüksək keyfiyyətli spektr" adlandırdı. Əlavə qeyd: Digər tərəfdən, mobil telefon istehsalçıları kompakt cihazda daha böyük dalğa uzunluğuna malik anten yerləşdirməli olacaqlar (aşağı tezlik = daha böyük dalğa uzunluğu), buna görə də anten dizaynerinin işi bir az daha mürəkkəbləşdi!

Nəhayət, əgər antenalar polyarizasiya uyğun deyilsə, yuxarıda göstərilən qəbul edilmiş güc bu uyğunsuzluğu düzgün şəkildə nəzərə almaq üçün Polyarizasiya İtkisi Faktoruna (PLF) vurula bilər. Yuxarıdakı tənlik [2] polyarizasiya uyğunsuzluğunu özündə birləşdirən ümumiləşdirilmiş Friis Ötürmə Formulunu yaratmaq üçün dəyişdirilə bilər: