Anten Teorisi - Spektrum ve İletim
Dünya atmosferinde, dalganın yayılması yalnızca dalganın özelliklerine değil, aynı zamanda çevre etkilerine ve dünya atmosferinin katmanlarına da bağlıdır. Çevrede bir dalganın nasıl yayıldığına dair bir fikir oluşturmak için bunların hepsinin incelenmesi gerekir.
Bir bakalım frequency spectrumsinyal iletiminin veya alımının gerçekleştiği yer. Çalıştıkları frekans aralığına bağlı olarak farklı tipte antenler üretilmektedir.
Elektromanyetik spektrum
Kablosuz iletişim, elektromanyetik dalgaların yayınlanması ve alınması ilkesine dayanır. Bu dalgalar, frekansları (f) ve dalga boyları (λ) lambda ile karakterize edilebilir.
Elektromanyetik spektrumun resimli bir temsili aşağıdaki şekilde verilmiştir.
Düşük Frekans bantları
Düşük Frekans bantları, spektrumun radyo, mikrodalga, kızılötesi ve görünür kısımlarından oluşur. Dalgaların genliğini, frekansını veya fazını modüle ederek bilgi iletimi için kullanılabilirler.
Yüksek Frekans bantları
Yüksek Frekans bantları, X ışınları ve Gama ışınlarından oluşur. Teorik olarak, bu dalgalar bilgi yayılımı için daha iyidir. Ancak bu dalgalar modülasyon güçlüğü nedeniyle pratikte kullanılmamaktadır ve dalgalar canlılara zararlıdır. Ek olarak, yüksek frekanslı dalgalar binalarda iyi yayılmaz.
Frekans Bantları ve Kullanımları
Aşağıdaki tablo, frekans bantlarını ve kullanımlarını göstermektedir -
| Grup adı | Sıklık | Dalgaboyu | Uygulamalar |
|---|---|---|---|
| Son Derece Düşük Frekans (ELF) | 30 Hz - 300 Hz | 10.000 - 1.000 KM | Güç hattı frekansları |
| Ses Frekansı (VF) | 300 Hz - 3 KHz | 1.000 - 100 KM | Telefon İletişimi |
| Çok Düşük Frekans (VLF) | 3 KHz - 30 KHz | 100 - 10 KM | Deniz İletişimi |
| Düşük Frekans (LF) | 30 KHz ile 300 KHz | 10 ila 1 KM | Deniz İletişimi |
| Orta Frekans (MF) | 300 KHz ila 3 MHz | 1000 ila 100 m | AM Yayıncılık |
| Yüksek Frekans (HF) | 3 MHz - 30 MHz | 100 ila 10 m | Uzun mesafe uçak / gemi Haberleşmesi |
| Çok Yüksek Frekans (VHF) | 30 MHz - 300 MHz | 10 ila 1 m | FM Yayını |
| Ultra Yüksek Frekans (UHF) | 300 MHz - 3 GHz | 100 ila 10 cm | Cep telefonu |
| Süper Yüksek Frekans (SHF) | 3 GHz - 30 GHz | 10 ila 1 cm | Uydu İletişimi, Mikrodalga bağlantıları |
| Son Derece Yüksek Frekans (EHF) | 30 GHz - 300 GHz | 10 ila 1 mm | Kablosuz yerel döngü |
| Kızılötesi | 300 GHz - 400 THz | 1 mm ila 770 nm | Tüketici Elektroniği |
| Görülebilir ışık | 400 THz - 900 THz | 770 nm - 330 nm | Optik İletişim |
Spektrum Tahsisi
Elektromanyetik spektrum, herkesin erişimine açık ortak bir kaynak olduğundan, spektrumdaki farklı frekans bantlarının kullanımına ilişkin birçok ulusal ve uluslararası anlaşma yapılmıştır. Ulusal hükümetler, AM / FM radyo yayıncılığı, televizyon yayıncılığı, mobil telefon, askeri iletişim ve hükümet kullanımı gibi uygulamalar için spektrum tahsis eder.
Worldwide, bir Uluslararası Telekomünikasyon Birliği Radyo İletişimi ajansı (ITU-R) Büro, Dünya İdari Radyo Konferansı olarak adlandırılan (WARC) çeşitli ulusal hükümetler tarafından spektrum tahsisini koordine etmeye çalışır, böylece birden fazla ülkede çalışabilen iletişim cihazları üretilebilir.
İletim Sınırlamaları
Elektromanyetik dalga aktarımlarını etkileyen dört tür sınırlama şunlardır:
Zayıflama
Standart tanıma göre, "Sinyalin kalitesindeki ve gücündeki düşüş" attenuation. "
Bir sinyalin gücü, iletim ortamına olan mesafeye bağlı olarak düşer. Zayıflamanın kapsamı, mesafe, iletim ortamı ve temelde yatan iletim frekansının bir fonksiyonudur. Boş alanda bile, başka hiçbir bozulma olmaksızın, iletilen sinyal, sadece sinyal gittikçe daha geniş bir alana yayıldığı için, mesafeden zayıflar.
Çarpıtma
Standart tanıma göre, "Bir sinyalin frekans bileşenleri veya bir sinyalin genlik seviyeleri arasındaki temel ilişkiyi değiştiren herhangi bir değişiklik" distortion. "
Bir sinyalin bozulması, sinyalin özelliklerinde bozulmaya neden olan ve sinyalin kalitesini etkileyen bazı istenmeyen bileşenleri ekleyen süreçtir. Bu genellikle alınan sinyalin bazen tamamen bozulduğu ve çıkış olarak bir uğultu sesi veren FM alıcısında olur.
Dağılım
Standart tanıma göre, "Dispersion Elektromanyetik dalganın yayılma hızının dalga boyuna bağlı olduğu fenomendir. "
Dispersionyayılma sırasında bir elektromanyetik enerji patlamasının yayılması olgusudur. Özellikle optik fiber gibi kablolu iletimlerde yaygındır. Art arda hızla gönderilen veri patlamaları, dağılma nedeniyle birleşme eğilimindedir. Telin uzunluğu ne kadar uzunsa, dağılma etkisi o kadar şiddetli olur. Dispersiyonun etkisi, R ve L'nin ürününü sınırlamaktır.‘R’ ... data rate ve ‘L’ dır-dir distance.
gürültü, ses
Standart tanıma göre, "İstenilen sinyallerin uygun ve kolay alımına ve yeniden üretimine müdahale etme eğiliminde olan herhangi bir istenmeyen enerji biçimi Gürültü olarak bilinir."
Gürültünün en yaygın biçimi thermal noise. Çoğunlukla eklenmiş bir Gauss modeli kullanılarak modellenir. Termal gürültü, elektronların ısıl çalkalanmasından kaynaklanır ve frekans spektrumu boyunca homojen olarak dağıtılır.
Diğer gürültü türleri şunlardır:
Inter modulation noise - Taşıyıcı frekanslarının toplamı veya farklılığı olan frekanslarda üretilen sinyallerden kaynaklanır.
Crosstalk - İki sinyal arasında girişim.
Impulse noise- Dış elektromanyetik bozulmaların neden olduğu düzensiz yüksek enerji darbeleri. Bir dürtü gürültüsü, analog veriler üzerinde önemli bir etkiye sahip olmayabilir. Bununla birlikte, dijital veriler üzerinde gözle görülür bir etkiye sahiptir ve patlama hatalarına neden olur.