アンテナ理論-基本パラメータ
この章では、アンテナを使用したワイヤレス通信についてよりよく理解するために、基本的な通信パラメータについて説明します。無線通信は波の形で行われます。したがって、通信における波の特性を調べる必要があります。
この章では、次のパラメータについて説明します-
- Frequency
- Wavelength
- インピーダンス整合
- VSWRと反射電力
- Bandwidth
- 帯域幅のパーセンテージ
- 放射線強度
それでは、それらについて詳しく学びましょう。
周波数
標準の定義によれば、「特定の期間にわたる波の繰り返し率は、次のように呼ばれます。 frequency。」
簡単に言うと、頻度とは、イベントが発生する頻度のプロセスを指します。周期波は毎回繰り返されます‘T’ 秒（期間）。 Frequency 周期波の逆数は、時間（T）の逆数に他なりません。
数式
数学的には、以下のように書かれています。
$$ f = \ frac {1} {T} $$どこ
f は周期波の周波数です。
T 波が繰り返される期間です。
単位
周波数の単位は Hertz、略して Hz。
上に示した図は正弦波を表しており、ミリ秒単位の時間に対するミリボルト単位の電圧についてここにプロットされています。この波は2tミリ秒ごとに繰り返されます。したがって、期間、T = 2tミリ秒、周波数、$ f = \ frac {1} {2T} KHz $
波長
標準の定義によれば、「2つの連続する最大点（山）間または2つの連続する最小点（谷）間の距離は、 wavelength。」
簡単に言えば、2つの直近の正のピークまたは2つの直近の負のピーク間の距離は、その波の長さに他なりません。それはと言うことができますWavelength。
次の図は、周期的な波形を示しています。ザ・wavelength (λ)と振幅は図に示されています。周波数が高いほど、波長は短くなり、逆もまた同様です。
数式
波長の式は、
$$ \ lambda = \ frac {c} {f} $$どこ
λ は波長です
c 光の速度です（$ 3 * 10 ^ {8} $メートル/秒）
f 周波数です
単位
波長 λメートル、フィート、インチなどの長さの単位で表されます。一般的に使用される用語はmeters。
インピーダンス整合
標準の定義によれば、「送信機のインピーダンスの概算値は、受信機のインピーダンスの概算値と等しい場合、またはその逆の場合、次のように呼ばれます。 Impedance matching。」
アンテナと回路の間でインピーダンス整合が必要です。アンテナ、伝送線路、および回路のインピーダンスは、次のように一致する必要があります。maximum power transfer アンテナと受信機または送信機の間で行われます。
マッチングの必要性
共振デバイスは、特定の狭い周波数帯域でより良い出力を提供するデバイスです。アンテナはそのようなものですresonant devices インピーダンスが一致している場合、より良い出力を提供します。
アンテナから放射される電力は、次の場合に効果的に放射されます。 antenna impedance 自由空間インピーダンスと一致します。
のために receiver antenna、アンテナの出力インピーダンスは、受信機の増幅回路の入力インピーダンスと一致する必要があります。
のために transmitter antenna、アンテナの入力インピーダンスは、伝送線路のインピーダンスとともに、送信機の増幅器の出力インピーダンスと一致する必要があります。
単位
インピーダンスの単位（Z）は Ohms。
VSWRと反射電力
標準の定義によれば、「定在波の最大電圧と最小電圧の比率は、 Voltage Standing Wave Ratio。」
アンテナ、伝送線路、回路のインピーダンスが一致しないと、電力が効果的に放射されません。代わりに、電力の一部が反射されます。
主な機能は次のとおりです。
インピーダンスの不一致を示す用語は VSWR。
VSWR電圧定在波比の略です。とも呼ばれますSWR。
インピーダンスの不一致が高いほど、の値は高くなります VSWR。
VSWRの理想的な値は、効果的な放射のために1：1である必要があります。
反射電力は、順方向電力から浪費される電力です。反射電力とVSWRはどちらも同じことを示しています。
帯域幅
標準の定義によれば、「特定の通信用に指定された波長の周波数帯域は、次のように知られています。 bandwidth。」
送信または受信されたときの信号は、周波数の範囲にわたって行われます。この特定の周波数範囲は特定の信号に割り当てられるため、他の信号がその送信に干渉することはありません。
Bandwidth は、信号が送信される高周波数と低周波数の間の周波数帯域です。
一度割り当てられた帯域幅は、他の人が使用することはできません。
スペクトル全体が帯域幅に分割され、さまざまな送信機に割り当てられます。
先ほど説明した帯域幅は、次のように呼ぶこともできます。 Absolute Bandwidth。
パーセント帯域幅
標準の定義によれば、「絶対帯域幅とその帯域幅の中心周波数の比率は、次のように表すことができます。 percentage bandwidth。」
信号強度が最大となる周波数帯域内の特定の周波数は、次のように呼ばれます。 resonant frequency。とも呼ばれますcenter frequency (fC) バンドの。
高周波数と低周波数は次のように表されます。 fH and fL それぞれ。
絶対帯域幅は次の式で与えられます- fH - fL。
帯域幅がどれだけ広いかを知るには、 fractional bandwidth または percentage bandwidth 計算する必要があります。
数式
ザ・ Percentage bandwidth コンポーネントまたはシステムのいずれかが処理できる周波数変動の量を知るために計算されます。
$$パーセンテージ\帯域幅= \ frac {絶対\帯域幅} {中心周波数} = \ frac {f_ {H} -f_ {L}} {f_ {c}} $$どこ
$ {f_ {H}} $はより高い頻度です
$ {f_ {L}} $は低頻度です
$ {f_ {c}} $は中心周波数です
帯域幅のパーセンテージが高いほど、チャネルの帯域幅は広くなります。
放射線強度
「「Radiation intensity 単位立体角あたりのパワーとして定義されます。」
特定の方向により強いアンテナから放射される放射は、そのアンテナの最大強度を示します。可能な限りの放射線の放出は、放射線強度に他なりません。
数式
放射強度は、放射電力に半径距離の2乗を掛けることによって得られます。
$$ U = r ^ {2} \ times W_ {rad} $$どこ
U は放射線強度です
r は半径距離です
Wrad 放射電力です。
上記の式は、アンテナの放射強度を示しています。半径距離の関数は、次のようにも示されます。Φ。
単位
放射線強度の単位は Watts/steradian または Watts/radian2。