ຕົວກໍານົດການທີ່ເປັນປະໂຫຍດໃນການຄິດໄລ່ພະລັງງານຮັບຂອງເສົາອາກາດແມ່ນພື້ນທີ່ປະສິດທິພາບຫຼືaperture ປະສິດທິຜົນ.ສົມມຸດວ່າຄື້ນຍົນທີ່ມີ Polarization ດຽວກັນກັບເສົາອາກາດຮັບແມ່ນເຫດການທີ່ເສົາອາກາດ.ສົມມຸດຕື່ມອີກວ່າຄື້ນກໍາລັງເດີນທາງໄປຫາເສົາອາກາດໃນທິດທາງຂອງເສົາອາກາດຂອງລັງສີສູງສຸດ (ທິດທາງທີ່ພະລັງງານຫຼາຍທີ່ສຸດຈະໄດ້ຮັບ).
ຫຼັງຈາກນັ້ນaperture ປະສິດທິຜົນພາຣາມິເຕີອະທິບາຍວ່າກຳລັງຖືກຈັບຈາກຄື້ນຍົນທີ່ໃຫ້ມາຫຼາຍປານໃດ.ໃຫ້pເປັນຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງພະລັງງານຂອງຄື້ນຍົນ (ໃນ W/m^2).ຖ້າP_tເປັນຕົວແທນຂອງພະລັງງານ (ເປັນວັດ) ຢູ່ທີ່ປາຍເສົາອາກາດທີ່ມີໃຫ້ກັບເຄື່ອງຮັບຂອງເສົາອາກາດ, ຈາກນັ້ນ:
ດັ່ງນັ້ນ, ພື້ນທີ່ທີ່ມີປະສິດທິພາບພຽງແຕ່ສະແດງເຖິງຈໍານວນພະລັງງານທີ່ຖືກຈັບຈາກຄື້ນຂອງຍົນແລະສົ່ງໂດຍເສົາອາກາດ.ພື້ນທີ່ນີ້ປັດໄຈໃນການສູນເສຍພາຍໃນກັບເສົາອາກາດ (ການສູນເສຍ ohmic, ການສູນເສຍ dielectric, ແລະອື່ນໆ).
ຄວາມສຳພັນທົ່ວໄປສຳລັບຮູຮັບແສງທີ່ມີປະສິດທິພາບໃນແງ່ຂອງການຮັບສາຍອາກາດສູງສຸດ (G) ຂອງເສົາອາກາດໃດໜຶ່ງແມ່ນໃຫ້ໂດຍ:
ຮູຮັບແສງທີ່ມີປະສິດຕິພາບຫຼືພື້ນທີ່ທີ່ມີປະສິດທິພາບສາມາດຖືກວັດແທກຢູ່ໃນເສົາອາກາດຕົວຈິງໂດຍການປຽບທຽບກັບເສົາອາກາດທີ່ຮູ້ຈັກກັບຮູຮັບແສງທີ່ມີປະສິດທິພາບທີ່ໃຫ້, ຫຼືໂດຍການຄິດໄລ່ໂດຍໃຊ້ການເພີ່ມຂຶ້ນຂອງການວັດແທກແລະສົມຜົນຂ້າງເທິງ.
ຮູຮັບແສງທີ່ມີປະສິດທິພາບຈະເປັນແນວຄວາມຄິດທີ່ເປັນປະໂຫຍດສໍາລັບການຄິດໄລ່ພະລັງງານທີ່ໄດ້ຮັບຈາກຄື້ນຂອງຍົນ.ເພື່ອເບິ່ງສິ່ງນີ້ໃນການປະຕິບັດ, ໄປຫາພາກຕໍ່ໄປກ່ຽວກັບສູດການສົ່ງຕໍ່ Friis.
ສົມຜົນການສົ່ງຜ່ານ Friis
ໃນຫນ້ານີ້, ພວກເຮົາແນະນໍາຫນຶ່ງໃນສົມຜົນພື້ນຖານທີ່ສຸດໃນທິດສະດີເສົາອາກາດ, ໄດ້ສົມຜົນການສົ່ງຕໍ່ Friis.ສົມຜົນການສົ່ງ Friis ຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອຄິດໄລ່ພະລັງງານທີ່ໄດ້ຮັບຈາກເສົາອາກາດຫນຶ່ງ (ມີການເພີ່ມຂຶ້ນຂອງG1), ເມື່ອຖ່າຍທອດຈາກເສົາອາກາດອື່ນ (ມີການເພີ່ມຂຶ້ນຂອງG2), ແຍກໂດຍໄລຍະຫ່າງR, ແລະປະຕິບັດງານຢູ່ຄວາມຖີ່fຫຼື lambda ຄວາມຍາວຄື້ນ.ຫນ້ານີ້ແມ່ນຄຸ້ມຄ່າທີ່ຈະອ່ານສອງສາມເທື່ອແລະຄວນຈະເຂົ້າໃຈຢ່າງສົມບູນ.
ທີ່ມາຂອງສູດການສົ່ງ Friis
ເພື່ອເລີ່ມຕົ້ນການກໍາເນີດຂອງສົມຜົນ Friis, ພິຈາລະນາສອງເສົາອາກາດໃນພື້ນທີ່ຫວ່າງ (ບໍ່ມີສິ່ງກີດຂວາງຢູ່ໃກ້ໆ) ແຍກໂດຍໄລຍະຫ່າງ.R:
ສົມມຸດວ່າ ( ) Watts ຂອງພະລັງງານທັງຫມົດແມ່ນຖືກສົ່ງໄປຫາເສົາອາກາດສົ່ງ.ໃນເວລານີ້, ໃຫ້ສົມມຸດວ່າເສົາອາກາດສົ່ງແມ່ນ omnidirectional, ບໍ່ມີການສູນເສຍ, ແລະເສົາອາກາດຮັບແມ່ນຢູ່ໃນພາກສະຫນາມໄກຂອງເສົາອາກາດສົ່ງ.ຫຼັງຈາກນັ້ນ, ຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງພະລັງງານp(ໃນ Watts ຕໍ່ຕາແມັດ) ຂອງເຫດການຄື້ນຟອງຍົນຢູ່ເທິງເສົາອາກາດຮັບໄລຍະຫ່າງRຈາກເສົາອາກາດສົ່ງແມ່ນໃຫ້ໂດຍ:
ຮູບ 1. Transmit (Tx) ແລະຮັບ (Rx) Antennas ແຍກໂດຍR.
ຖ້າເສົາອາກາດສົ່ງສັນຍານມີການເພີ່ມຂຶ້ນຂອງສາຍອາກາດໃນທິດທາງຂອງເສົາອາກາດທີ່ໄດ້ຮັບໂດຍ ( ), ຫຼັງຈາກນັ້ນສົມຜົນຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງພະລັງງານຂ້າງເທິງຈະກາຍເປັນ:
ປັດໄຈໄລຍະການໄດ້ຮັບໃນທິດທາງ ແລະການສູນເສຍຂອງເສົາອາກາດທີ່ແທ້ຈິງ.ສົມມຸດວ່າຕອນນີ້ເສົາອາກາດຮັບມີຮູຮັບແສງທີ່ມີປະສິດທິພາບທີ່ໃຫ້ໂດຍ( ).ຫຼັງຈາກນັ້ນ, ພະລັງງານທີ່ໄດ້ຮັບໂດຍເສົາອາກາດນີ້ ( ) ແມ່ນໃຫ້ໂດຍ:
ເນື່ອງຈາກຮູຮັບແສງທີ່ມີປະສິດຕິຜົນສໍາລັບເສົາອາກາດໃດໆກໍ່ສາມາດສະແດງອອກໄດ້ເຊັ່ນ:
ພະລັງງານທີ່ໄດ້ຮັບຜົນສາມາດຂຽນເປັນ:
ສົມຜົນ1
ນີ້ແມ່ນເອີ້ນວ່າ Friis Transmission Formula.ມັນກ່ຽວຂ້ອງກັບການສູນເສຍເສັ້ນທາງຊ່ອງຫວ່າງ, ການຮັບສາຍອາກາດ ແລະຄວາມຍາວຄື້ນຕໍ່ກັບພະລັງງານທີ່ໄດ້ຮັບ ແລະຖ່າຍທອດ.ນີ້ແມ່ນຫນຶ່ງໃນສົມຜົນພື້ນຖານໃນທິດສະດີເສົາອາກາດ, ແລະຄວນຈະຖືກຈົດຈໍາ (ເຊັ່ນດຽວກັນກັບການມາຈາກຂ້າງເທິງ).
ຮູບແບບທີ່ເປັນປະໂຫຍດອີກອັນໜຶ່ງຂອງສົມຜົນການສົ່ງຕໍ່ Friis ແມ່ນໃຫ້ຢູ່ໃນສົມຜົນ [2].ເນື່ອງຈາກຄວາມຍາວຂອງຄື້ນແລະຄວາມຖີ່ f ແມ່ນກ່ຽວຂ້ອງກັນໂດຍຄວາມໄວຂອງແສງ c (ເບິ່ງ intro to frequency page), ພວກເຮົາມີສູດ Friis Transmission Formula ໃນແງ່ຂອງຄວາມຖີ່:
ສົມຜົນ2
ສົມຜົນ [2] ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າພະລັງງານຫຼາຍແມ່ນສູນເສຍຢູ່ໃນຄວາມຖີ່ທີ່ສູງຂຶ້ນ.ນີ້ແມ່ນຜົນພື້ນຖານຂອງສົມຜົນການສົ່ງຕໍ່ Friis.ນີ້ຫມາຍຄວາມວ່າສໍາລັບເສົາອາກາດທີ່ມີຜົນປະໂຫຍດທີ່ລະບຸໄວ້, ການໂອນພະລັງງານຈະສູງທີ່ສຸດໃນຄວາມຖີ່ຕ່ໍາ.ຄວາມແຕກຕ່າງລະຫວ່າງພະລັງງານທີ່ໄດ້ຮັບແລະພະລັງງານທີ່ສົ່ງຜ່ານແມ່ນເອີ້ນວ່າການສູນເສຍເສັ້ນທາງ.ເວົ້າໃນທາງທີ່ແຕກຕ່າງກັນ, Friis Transmission Equation ເວົ້າວ່າການສູນເສຍເສັ້ນທາງແມ່ນສູງກວ່າສໍາລັບຄວາມຖີ່ທີ່ສູງຂຶ້ນ.ຄວາມສໍາຄັນຂອງຜົນໄດ້ຮັບນີ້ຈາກສູດການສົ່ງ Friis ບໍ່ສາມາດ overstated.ນີ້ແມ່ນວ່າເປັນຫຍັງໂທລະສັບມືຖືໂດຍທົ່ວໄປປະຕິບັດຢູ່ຫນ້ອຍກ່ວາ 2 GHz.ອາດຈະມີ spectrum ຄວາມຖີ່ເພີ່ມເຕີມທີ່ມີຢູ່ໃນຄວາມຖີ່ທີ່ສູງຂຶ້ນ, ແຕ່ການສູນເສຍເສັ້ນທາງທີ່ກ່ຽວຂ້ອງຈະບໍ່ເຮັດໃຫ້ການຮັບຄຸນນະພາບ.ໃນຖານະເປັນຜົນສະທ້ອນເພີ່ມເຕີມຂອງ Friss Transmission Equation, ສົມມຸດວ່າທ່ານຖືກຖາມກ່ຽວກັບສາຍອາກາດ 60 GHz.ໂດຍສັງເກດວ່າຄວາມຖີ່ນີ້ສູງຫຼາຍ, ທ່ານອາດຈະບອກວ່າການສູນເສຍເສັ້ນທາງຈະສູງເກີນໄປສໍາລັບການສື່ສານໃນໄລຍະຍາວ - ແລະທ່ານຖືກຕ້ອງຢ່າງແທ້ຈິງ.ໃນຄວາມຖີ່ສູງຫຼາຍ (60 GHz ບາງຄັ້ງເອີ້ນວ່າພາກພື້ນ mm (ຄື້ນ millimeter)), ການສູນເສຍເສັ້ນທາງແມ່ນສູງຫຼາຍ, ສະນັ້ນພຽງແຕ່ການສື່ສານຈຸດກັບຈຸດແມ່ນເປັນໄປໄດ້.ນີ້ເກີດຂື້ນເມື່ອເຄື່ອງຮັບແລະເຄື່ອງສົ່ງຢູ່ໃນຫ້ອງດຽວກັນ, ແລະຫັນຫນ້າກັນແລະກັນ.ໃນຖານະເປັນການເພີ່ມເຕີມຂອງ Friis Transmission Formula, ທ່ານຄິດວ່າຜູ້ປະຕິບັດການໂທລະສັບມືຖືມີຄວາມສຸກກັບແຖບ LTE (4G), ທີ່ເຮັດວຽກຢູ່ທີ່ 700MHz?ຄໍາຕອບແມ່ນແມ່ນ: ນີ້ແມ່ນຄວາມຖີ່ຕ່ໍາກວ່າເສົາອາກາດຕາມປະເພນີປະຕິບັດຢູ່, ແຕ່ຈາກສົມຜົນ [2], ພວກເຮົາສັງເກດວ່າການສູນເສຍເສັ້ນທາງຈະຕ່ໍາເຊັ່ນດຽວກັນ.ດັ່ງນັ້ນ, ພວກເຂົາສາມາດ "ກວມເອົາພື້ນທີ່ເພີ່ມເຕີມ" ກັບຄວາມຖີ່ຂອງຄວາມຖີ່ນີ້, ແລະຜູ້ບໍລິຫານ Verizon Wireless ບໍ່ດົນມານີ້ໄດ້ເອີ້ນນີ້ວ່າ "spectrum ທີ່ມີຄຸນນະພາບສູງ", ຊັດເຈນສໍາລັບເຫດຜົນນີ້.ຫມາຍເຫດຂ້າງຄຽງ: ໃນທາງກົງກັນຂ້າມ, ຜູ້ຜະລິດໂທລະສັບມືຖືຈະຕ້ອງເຫມາະເສົາອາກາດທີ່ມີຄວາມຍາວຂອງຄື້ນໃຫຍ່ກວ່າໃນອຸປະກອນທີ່ຫນາແຫນ້ນ (ຄວາມຖີ່ຕ່ໍາ = ຄວາມຍາວຂອງຄື້ນທີ່ໃຫຍ່ກວ່າ), ດັ່ງນັ້ນວຽກຂອງຜູ້ອອກແບບເສົາອາກາດຈຶ່ງສັບສົນຫຼາຍ!
ສຸດທ້າຍ, ຖ້າເສົາອາກາດບໍ່ກົງກັນກັບ polarization, ພະລັງງານທີ່ໄດ້ຮັບຂ້າງເທິງສາມາດຖືກຄູນດ້ວຍ Polarization Loss Factor (PLF) ເພື່ອບັນຊີຢ່າງຖືກຕ້ອງສໍາລັບຄວາມບໍ່ສອດຄ່ອງນີ້.ສົມຜົນ [2] ຂ້າງເທິງສາມາດປ່ຽນແປງໄດ້ເພື່ອຜະລິດສູດການສົ່ງ Friis ທົ່ວໄປ, ເຊິ່ງລວມມີ polarization mismatch:
ສົມຜົນ3
ເວລາປະກາດ: 08-08-2024
