ทฤษฎีเสาอากาศ - พารามิเตอร์

ความเข้มของการแผ่รังสีของเสาอากาศมีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับทิศทางของลำแสงที่โฟกัสและประสิทธิภาพของลำแสงไปยังทิศทางนั้น ในบทนี้ให้เราดูข้อกำหนดที่เกี่ยวข้องกับหัวข้อเหล่านี้

ทิศทาง

ตามคำจำกัดความมาตรฐาน“ อัตราส่วนของความเข้มรังสีสูงสุดของเสาอากาศของวัตถุกับความเข้มการแผ่รังสีของเสาอากาศแบบไอโซโทรปิกหรือเสาอากาศอ้างอิงการแผ่พลังงานทั้งหมดเท่ากันเรียกว่า directivity.”

เสาอากาศแผ่พลัง แต่ทิศทางที่แผ่กระจายมีความสำคัญมาก เสาอากาศซึ่งมีการสังเกตประสิทธิภาพเรียกว่าsubject antenna.

มัน radiation intensityโฟกัสไปในทิศทางใดทิศทางหนึ่งในขณะที่กำลังส่งหรือรับ ดังนั้นเสาอากาศจึงกล่าวได้ว่ามีdirectivity ในทิศทางนั้น ๆ

อัตราส่วนของความเข้มของรังสีในทิศทางที่กำหนดจากเสาอากาศถึงความเข้มของรังสีโดยเฉลี่ยในทุกทิศทางเรียกว่าทิศทาง
หากไม่ได้ระบุทิศทางนั้นไว้ทิศทางที่สังเกตความเข้มสูงสุดสามารถใช้เป็นทิศทางของเสาอากาศนั้นได้
ทิศทางของเสาอากาศที่ไม่ใช่ไอโซทรอปิกจะเท่ากับอัตราส่วนของความเข้มของรังสีในทิศทางที่กำหนดกับความเข้มของรังสีของแหล่งกำเนิดไอโซทรอปิก

นิพจน์ทางคณิตศาสตร์

กำลังการแผ่รังสีเป็นฟังก์ชันของตำแหน่งเชิงมุมและระยะรัศมีจากวงจร ดังนั้นจึงแสดงออกโดยพิจารณาทั้งสองข้อθ และ Ø.

$$ Directivity = \ frac {Maximum \ radiation \ intensity \ of \ subject \ antenna} {Radiation \ intensity \ of \ an \ isotropic \ antenna} $$ $$ D = \ frac {\ phi (\ theta, \ phi) _ {max} (from \ subject \ antenna)} {\ phi_ {0} (จาก \ an \ isotropic \ antenna)} $$

ที่ไหน

$ {\ phi (\ theta, \ phi) _ {max}} $ คือความเข้มรังสีสูงสุดของเสาอากาศของวัตถุ
$ {\ phi_ {0}} $ คือความเข้มการแผ่รังสีของเสาอากาศแบบไอโซโทรปิก (เสาอากาศที่มีการสูญเสียเป็นศูนย์)

ประสิทธิภาพของรูรับแสง

ตามคำจำกัดความมาตรฐาน“Aperture efficiency ของเสาอากาศคืออัตราส่วนของพื้นที่การแผ่รังสีที่มีประสิทธิภาพ (หรือพื้นที่ที่มีประสิทธิภาพ) กับพื้นที่ทางกายภาพของรูรับแสง”

เสาอากาศมีรูรับแสงที่พลังงานถูกแผ่ออกไป รังสีนี้ควรมีประสิทธิภาพโดยมีการสูญเสียน้อยที่สุด ควรคำนึงถึงพื้นที่ทางกายภาพของรูรับแสงด้วยเนื่องจากประสิทธิภาพของการแผ่รังสีขึ้นอยู่กับพื้นที่ของรูรับแสงทางกายภาพบนเสาอากาศ

นิพจน์ทางคณิตศาสตร์

นิพจน์ทางคณิตศาสตร์สำหรับประสิทธิภาพของรูรับแสงมีดังนี้ -

$$ \ varepsilon_ {A} = \ frac {A_ {eff}} {A_ {p}} $$

ที่ไหน

$ \ varepsilon_ {A} $ คือประสิทธิภาพของรูรับแสง
$ {A_ {eff}} $ เป็นพื้นที่ที่มีประสิทธิภาพ
$ {A_ {p}} $ คือพื้นที่ทางกายภาพ

ประสิทธิภาพของเสาอากาศ

ตามคำจำกัดความมาตรฐาน“Antenna Efficiency คืออัตราส่วนของกำลังการแผ่รังสีของเสาอากาศต่อกำลังไฟฟ้าเข้าที่เสาอากาศยอมรับ”

เสาอากาศหมายถึงการแผ่พลังงานที่ได้รับจากอินพุตโดยมีการสูญเสียน้อยที่สุด ประสิทธิภาพของเสาอากาศอธิบายว่าเสาอากาศสามารถส่งสัญญาณได้อย่างมีประสิทธิภาพโดยมีการสูญเสียน้อยที่สุดในสายส่ง

สิ่งนี้เรียกว่าเป็น Radiation Efficiency Factor ของเสาอากาศ

นิพจน์ทางคณิตศาสตร์

นิพจน์ทางคณิตศาสตร์สำหรับประสิทธิภาพของเสาอากาศแสดงไว้ด้านล่าง -

$$ \ eta_ {e} = \ frac {P_ {rad}} {P_ {input}} $$

ที่ไหน

$ \ eta_ {e} $ คือประสิทธิภาพของเสาอากาศ
$ {P_ {rad}} $ คือพลังที่แผ่ออกมา
$ {P_ {input}} $ คือกำลังอินพุตสำหรับเสาอากาศ

กำไร

ตามคำจำกัดความมาตรฐาน“Gain ของเสาอากาศคืออัตราส่วนของความเข้มของรังสีในทิศทางที่กำหนดกับความเข้มของรังสีที่จะได้รับหากพลังงานที่เสาอากาศยอมรับได้ถูกแผ่ออกไปแบบไอโซทรอปิก "

เพียงแค่การได้รับของเสาอากาศจะคำนึงถึงทิศทางของเสาอากาศควบคู่ไปกับประสิทธิภาพที่มีประสิทธิภาพ หากพลังงานที่เสาอากาศยอมรับได้ถูกแผ่ออกไปแบบไอโซทรอปิก (นั่นหมายถึงในทุกทิศทาง) ความเข้มของรังสีที่เราได้รับสามารถนำมาเป็นค่าอ้างอิงได้

ระยะ antenna gain อธิบายว่ากำลังส่งไปในทิศทางของการแผ่รังสีสูงสุดไปยังแหล่งกำเนิดไอโซโทรปิก
Gain มักจะวัดเป็น dB.
ซึ่งแตกต่างจากทิศทางตรงการเพิ่มของเสาอากาศจะคำนึงถึงความสูญเสียที่เกิดขึ้นด้วยและด้วยเหตุนี้จึงมุ่งเน้นไปที่ประสิทธิภาพ