Tính định hướng là một thông số cơ bản của anten.Đây là thước đo mô hình bức xạ của ăng-ten định hướng.Một ăng-ten bức xạ như nhau theo mọi hướng sẽ có độ định hướng bằng 1. (Điều này tương đương với 0 decibel -0 dB).
Hàm tọa độ cầu có thể được viết dưới dạng mẫu bức xạ chuẩn hóa:
[Phương trình 1]
Mẫu bức xạ chuẩn hóa có hình dạng giống như mẫu bức xạ ban đầu.Mẫu bức xạ chuẩn hóa được giảm theo cường độ sao cho giá trị tối đa của mẫu bức xạ bằng 1. (Lớn nhất là phương trình [1] của "F").Về mặt toán học, công thức tính định hướng (loại "D") được viết là:
Điều này có vẻ giống như một phương trình có hướng phức tạp.Tuy nhiên, mô hình bức xạ của các phân tử có giá trị lớn nhất.Mẫu số biểu thị công suất trung bình tỏa ra theo mọi hướng.Phương trình sau đó là thước đo công suất bức xạ cực đại chia cho mức trung bình.Điều này mang lại tính định hướng cho ăng-ten.
Mô hình định hướng
Ví dụ, hãy xem xét hai phương trình tiếp theo cho dạng bức xạ của hai ăng-ten.
Anten 1
Anten 2
Các kiểu bức xạ này được vẽ trong Hình 1. Xin lưu ý rằng kiểu bức xạ chỉ là hàm của góc cực theta(θ) Kiểu bức xạ không phải là hàm của góc phương vị.(Mẫu bức xạ phương vị không thay đổi).Mẫu bức xạ của ăng-ten thứ nhất ít định hướng hơn, sau đó là mẫu bức xạ của ăng-ten thứ hai.Do đó, chúng tôi hy vọng độ định hướng sẽ thấp hơn đối với ăng-ten đầu tiên.
hình 1. Sơ đồ mô hình bức xạ của ăng ten.Có tính định hướng cao?
Sử dụng công thức [1], chúng ta có thể tính toán rằng ăng-ten có độ định hướng cao hơn.Để kiểm tra sự hiểu biết của bạn, hãy nghĩ về Hình 1 và tính định hướng là gì.Sau đó xác định ăng-ten nào có độ định hướng cao hơn mà không cần sử dụng bất kỳ phép toán nào.
Kết quả tính toán định hướng, sử dụng công thức [1]:
Anten định hướng 1 tính toán là 1,273 (1,05 dB).
Tính toán anten định hướng 2, 2,707 (4,32 dB).
Tính định hướng tăng có nghĩa là ăng-ten tập trung hoặc định hướng hơn.Điều này có nghĩa là ăng-ten 2 thu có công suất định hướng gấp 2,707 lần công suất cực đại của nó so với ăng-ten đa hướng.Ăng-ten 1 sẽ nhận được công suất gấp 1,273 lần sức mạnh của ăng-ten đa hướng.Ăng-ten đa hướng được sử dụng làm tài liệu tham khảo chung mặc dù không có ăng-ten đẳng hướng nào tồn tại.
Ăng-ten điện thoại di động phải có độ định hướng thấp vì tín hiệu có thể đến từ mọi hướng.Ngược lại, đĩa vệ tinh có tính định hướng cao.Đĩa vệ tinh nhận tín hiệu từ một hướng cố định.Ví dụ: nếu bạn nhận được một đĩa truyền hình vệ tinh, công ty sẽ cho bạn biết nơi để chỉ nó và đĩa sẽ nhận được tín hiệu mong muốn.
Chúng ta sẽ kết thúc bằng danh sách các loại ăng-ten và tính định hướng của chúng.Điều này sẽ cho bạn ý tưởng về tính định hướng phổ biến.
Loại ăng-ten Định hướng điển hình Định hướng điển hình [decibel] (dB)
Anten lưỡng cực ngắn 1,5 1,76
Anten lưỡng cực nửa sóng 1,64 2,15
Bản vá (ăng-ten vi dải) 3.2-6.3 5-8
Anten còi 10-100 10-20
Anten đĩa 10-10.000 10-40
Như dữ liệu trên cho thấy tính định hướng của ăng-ten rất khác nhau.Do đó, điều quan trọng là phải hiểu tính định hướng khi chọn ăng-ten tốt nhất cho ứng dụng cụ thể của bạn.Nếu bạn cần gửi hoặc nhận năng lượng từ nhiều hướng theo một hướng thì bạn nên thiết kế ăng-ten có độ định hướng thấp.Ví dụ về các ứng dụng cho ăng-ten có độ định hướng thấp bao gồm radio trên ô tô, điện thoại di động và truy cập Internet không dây của máy tính.Ngược lại, nếu bạn đang thực hiện viễn thám hoặc truyền tải điện có mục tiêu thì sẽ cần phải có ăng-ten có tính định hướng cao.Ăng-ten có tính định hướng cao sẽ tối đa hóa việc truyền năng lượng từ hướng mong muốn và giảm tín hiệu từ các hướng không mong muốn.
Giả sử chúng ta muốn một ăng-ten có tính định hướng thấp.Chung ta se lam như thê nao?
Nguyên tắc chung của lý thuyết ăng-ten là bạn cần một ăng-ten nhỏ về điện để tạo ra khả năng định hướng thấp.Nghĩa là, nếu bạn sử dụng ăng-ten có tổng kích thước bước sóng 0,25 - 0,5 thì tính định hướng sẽ giảm thiểu.Anten lưỡng cực nửa bước sóng hoặc anten khe nửa bước sóng thường có độ định hướng nhỏ hơn 3 dB.Đây là mức độ định hướng thấp mà bạn có thể áp dụng trong thực tế.
Cuối cùng, chúng ta không thể tạo ra ăng-ten nhỏ hơn một phần tư bước sóng mà không làm giảm hiệu suất của ăng-ten và băng thông của ăng-ten.Hiệu suất ăng-ten và băng thông ăng-ten sẽ được thảo luận trong các chương sau.
Để có ăng-ten có tính định hướng cao, chúng ta sẽ cần ăng-ten có nhiều kích cỡ bước sóng.Chẳng hạn như ăng-ten đĩa vệ tinh và ăng-ten còi có tính định hướng cao.Điều này một phần là do chúng có nhiều bước sóng dài.
tại sao vậy?Cuối cùng, lý do liên quan đến các tính chất của biến đổi Fourier.Khi bạn thực hiện biến đổi Fourier của xung ngắn, bạn sẽ có được phổ rộng.Sự tương tự này không có trong việc xác định mô hình bức xạ của ăng-ten.Mẫu bức xạ có thể được coi là biến đổi Fourier của sự phân bố dòng điện hoặc điện áp dọc theo ăng-ten.Do đó, ăng-ten nhỏ có dạng bức xạ rộng (và độ định hướng thấp).Ăng-ten có điện áp hoặc phân bố dòng điện đồng đều lớn. Các mẫu có tính định hướng cao (và tính định hướng cao).
E-mail:info@rf-miso.com
Điện thoại: 0086-028-82695327
Trang web: www.rf-miso.com
Thời gian đăng: Nov-07-2023
