ຮູຮັບແສງທີ່ມີປະສິດທິພາບຂອງເສົາອາກາດ: ສູດ ແລະ ສົມຜົນ Friis

ຮູຮັບແສງທີ່ມີປະສິດທິພາບຂອງແອນເຕນນາແມ່ນຫຍັງ?

ເທຮູຮັບແສງທີ່ມີປະສິດທິພາບຂອງເສົາອາກາດ, ເອີ້ນວ່າພື້ນທີ່ທີ່ມີປະສິດທິພາບ (A_e), ອະທິບາຍວ່າເສົາອາກາດຮັບສັນຍານສາມາດຮັບພະລັງງານຈາກຄື້ນແມ່ເຫຼັກໄຟຟ້າທີ່ຕົກມາຢ່າງມີປະສິດທິພາບແນວໃດ. ມັນເປັນພື້ນທີ່ຮັບສັນຍານທີ່ທຽບເທົ່າກັນ, ບໍ່ຈຳເປັນຕ້ອງເປັນຊ່ອງເປີດທາງກາຍະພາບຂອງເສົາອາກາດ.

ສຳລັບຄື້ນທີ່ມີໂພລາໄລເຊຊັນທີ່ກົງກັບຄື້ນທີ່ມາຈາກທິດທາງຂອງການຮັບສູງສຸດ, ຮູຮັບແສງທີ່ມີປະສິດທິພາບຈະເຊື່ອມໂຍງຄວາມໜາແໜ້ນຂອງພະລັງງານເຂົ້າກັບພະລັງງານທີ່ມີຢູ່ທີ່ຂົ້ວຂອງເສົາອາກາດ.

If Sແມ່ນຄວາມໜາແໜ້ນຂອງພະລັງງານຕົກกระทบໃນ W/m2²ແລະP_rແມ່ນພະລັງງານທີ່ໄດ້ຮັບທີ່ມີຢູ່ເປັນວັດ, ຫຼັງຈາກນັ້ນ:

P_r= ສ.ອາ._e

ຮູຮັບແສງທີ່ມີປະສິດທິພາບທີ່ໃຫຍ່ກວ່າຈະເກັບກຳພະລັງງານໄດ້ຫຼາຍຂຶ້ນຈາກພາກສະໜາມເຫດການດຽວກັນ, ໂດຍມີເງື່ອນໄຂວ່າທິດທາງການມາຮອດ ແລະ ໂພລາໄຣເຊຊັນຖືກຈັດລຽງກັນ.

ຮູຮັບແສງທີ່ມີປະສິດທິພາບແມ່ນຂຶ້ນກັບປະສິດທິພາບຂອງລັງສີ ແລະ ການສູນເສຍຂອງເສົາອາກາດອື່ນໆ, ລວມທັງການສູນເສຍຂອງຕົວນຳ ແລະ ໄດອີເລັກຕຣິກ. ດັ່ງນັ້ນ, ມັນຈຶ່ງວັດແທກປະສິດທິພາບການຮັບທີ່ສາມາດໃຊ້ໄດ້ແທນທີ່ຈະເປັນພຽງແຕ່ຂະໜາດທາງກາຍະພາບ. ປະສິດທິພາບຂອງຮູຮັບແສງ, ຄວາມບໍ່ກົງກັນຂອງຄວາມຕ້ານທານ ແລະ ຄວາມບໍ່ກົງກັນຂອງໂພລາໄຣເຊຊັນ ລ້ວນແຕ່ສາມາດຫຼຸດຜ່ອນພະລັງງານທີ່ສົ່ງໄປຫາເຄື່ອງຮັບ.

ສູດຮູຮັບແສງທີ່ມີປະສິດທິພາບ ແລະ ການເພີ່ມກຳລັງຂອງເສົາອາກາດ

ຮູຮັບແສງທີ່ມີປະສິດທິພາບສູງສຸດຂອງເສົາອາກາດໃດໆແມ່ນກ່ຽວຂ້ອງກັບການຮັບແສງຂອງມັນGແລະຄວາມຍາວຄື້ນλໂດຍ:

A_e= Gλ²/(4π)

ໃຊ້ gain ເປັນອັດຕາສ່ວນເສັ້ນຊື່, ບໍ່ແມ່ນ dBi, ໃນສົມຜົນນີ້. ປ່ຽນ gain ດ້ວຍກ = 10^G(dBi)/10. ເພາະວ່າຄວາມຍາວຄື້ນເທົ່າກັບc/f, ຮູຮັບແສງທີ່ມີປະສິດທິພາບຈະຫຼຸດລົງຕາມຄວາມຖີ່ທີ່ເພີ່ມຂຶ້ນເມື່ອລະດັບການຂະຫຍາຍຖືກຮັກສາໄວ້ຄົງທີ່.

ໃນທາງກົງກັນຂ້າມ, ເສົາອາກາດທີ່ມີຮູຮັບແສງທາງກາຍະພາບດຽວກັນສາມາດບັນລຸຜົນຮັບທີ່ສູງຂຶ້ນໃນຊ່ວງຄວາມຍາວຄື້ນທີ່ສັ້ນກວ່າເມື່ອປະສິດທິພາບຂອງຮູຮັບແສງຍັງຄົງທຽບເທົ່າກັນໄດ້. ຄວາມສຳພັນນີ້ຊ່ວຍໃຫ້ວິສະວະກອນປຽບທຽບຄວາມສາມາດໃນການຮັບສັນຍານຂ້າມຄວາມຖີ່.

ວິທີການກຳນົດຮູຮັບແສງທີ່ມີປະສິດທິພາບ

ຮູຮັບແສງທີ່ມີປະສິດທິພາບສາມາດຄິດໄລ່ໄດ້ຈາກການຂະຫຍາຍທີ່ວັດແທກໄດ້, ກຳນົດໂດຍການປຽບທຽບກັບເສົາອາກາດອ້າງອີງ, ຫຼື ອະນຸມານຈາກການວັດແທກພະລັງງານຮັບທີ່ປັບແລ້ວ. ຜົນໄດ້ຮັບແມ່ນເປັນປະໂຫຍດໃນງົບປະມານການເຊື່ອມຕໍ່, ການວັດແທກເສົາອາກາດ ແລະ ການປະເມີນຄວາມອ່ອນໄຫວຂອງລະບົບ.

ສຳລັບການນຳໃຊ້ການວັດແທກ, ໃຫ້ສຳຫຼວດ RF MISOເສົາອາກາດແກນມາດຕະຖານ, ເຊິ່ງໃຫ້ກຳລັງເພີ່ມທີ່ຮູ້ຈັກໃນແຖບຄວາມຖີ່ທີ່ລະບຸໄວ້.

ການໃຊ້ຮູຮັບແສງທີ່ມີປະສິດທິພາບໃນສົມຜົນການສົ່ງສັນຍານ Friis

ເທສົມຜົນການສົ່ງຕໍ່ Friisເຊື່ອມຕໍ່ພະລັງງານສົ່ງ, ອັດຕາກຳໄລຂອງເສົາອາກາດ, ຄວາມຍາວຄື້ນ ແລະ ໄລຍະທາງແຍກໃນການເຊື່ອມຕໍ່ສະໜາມໄກແບບອະວະກາດ. ສຳລັບອັດຕາກຳໄລຂອງເຄື່ອງສົ່ງສັນຍານG_t, ອັດຕາກຳໄລຂອງຕົວຮັບG_r, ຄວາມຍາວຄື້ນλແລະ ໄລຍະທາງR, ມັນປະເມີນພະລັງງານທີ່ມີຢູ່ທີ່ເສົາອາກາດຮັບສັນຍານ.

ກຳລັງໃຊ້P_r= ສ.ອາ._eເຮັດໃຫ້ບົດບາດຂອງຮູຮັບທີ່ມີປະສິດທິພາບຢ່າງຊັດເຈນ: ເສົາອາກາດສົ່ງສັນຍານຈະສ້າງຄວາມໜາແໜ້ນຂອງພະລັງງານຢູ່ທີ່ເຄື່ອງຮັບ, ແລະ ເສົາອາກາດຮັບສັນຍານຈະປ່ຽນສ່ວນໜຶ່ງຂອງພາກສະໜາມນັ້ນໄປເປັນພະລັງງານປາຍທາງ.

ການໄດ້ຮັບສູດການສົ່ງຕໍ່ Friis

ພິຈາລະນາສອງເສົາອາກາດທີ່ແຍກກັນດ້ວຍໄລຍະຫ່າງRໃນພື້ນທີ່ຫວ່າງທີ່ບໍ່ມີສິ່ງກີດຂວາງ. ເສົາອາກາດຮັບສັນຍານຕ້ອງຢູ່ໃນພາກສະໜາມໄກຂອງເຄື່ອງສົ່ງສັນຍານ, ແລະ ເສົາອາກາດຄວນຈະຖືກຈັດລຽງຕາມທິດທາງ ແລະ ໂພລາໄລເຊຊັນ.

If P_tວັດຖືກສົ່ງໄປຫາເສົາອາກາດສົ່ງສັນຍານ isotropic ທີ່ເໝາະສົມ, ພະລັງງານຈະແຜ່ລາມໄປທົ່ວໜ້າຂອງລູກກົມ. ໃນໄລຍະໄກR, ຄວາມໜາແໜ້ນຂອງພະລັງງານເຫດການແມ່ນ:

ຮູບທີ 1. ເສົາອາກາດສົ່ງ (Tx) ແລະ ຮັບ (Rx) ແຍກອອກຈາກກັນໂດຍR.

ສຳລັບເສົາອາກາດສົ່ງສັນຍານທີ່ໃຊ້ໄດ້ຈິງພ້ອມດ້ວຍກຳລັງຂະຫຍາຍG_tໄປຫາຕົວຮັບ, ຄວາມໜາແໜ້ນຂອງພະລັງງານເຂົ້າຈະເພີ່ມຂຶ້ນຕາມຕົວຄູນການເພີ່ມນັ້ນ:

ຖ້າເສົາອາກາດຮັບມີຮູຮັບແສງທີ່ມີປະສິດທິພາບA_e, ພະລັງງານທີ່ໄດ້ຮັບທີ່ມີຢູ່ແມ່ນຄວາມໜາແໜ້ນຂອງພະລັງງານເຂົ້າທີ່ຄູນດ້ວຍA_e:

ການທົດແທນຄວາມສຳພັນລະຫວ່າງ gain-aperture ສຳລັບເສົາອາກາດຮັບສັນຍານຈະເຮັດໃຫ້:

ດັ່ງນັ້ນ, ພະລັງງານທີ່ໄດ້ຮັບສາມາດຂຽນໄດ້ໃນຮູບແບບພື້ນທີ່ຫວ່າງທີ່ຄຸ້ນເຄີຍ:

ສົມຜົນທີ 1.ສົມຜົນການສົ່ງ Friis ໃນແງ່ຂອງຄວາມຍາວຄື່ນ.

ສົມຜົນທີ 1ກ່ຽວຂ້ອງກັບພະລັງງານສົ່ງ, ອັດຕາກຳໄລຂອງເສົາອາກາດ, ຄວາມຍາວຄື້ນ ແລະ ໄລຍະທາງແຍກ. ມັນໃຊ້ໄດ້ສຳລັບການແຜ່ກະຈາຍແບບຊ່ອງວ່າງໃນສາຍຕາໃນພາກສະໜາມໄກ. ລະບົບຕົວຈິງຕ້ອງການຄຳສັບເພີ່ມເຕີມສຳລັບການສູນເສຍສາຍໄຟ, ການສູນເສຍຕົວເຊື່ອມຕໍ່, ຄວາມຜິດພາດຂອງການຊີ້, ການຫຼຸດຄວາມເຂັ້ມຂອງບັນຍາກາດ ແລະ ຜົນກະທົບການແຜ່ກະຈາຍອື່ນໆ.

ຮູບແບບຄວາມຖີ່ຂອງສົມຜົນ Friis

ເພາະວ່າλ = c/f, ສົມຜົນຍັງສາມາດສະແດງອອກໃນແງ່ຂອງຄວາມຖີ່:

ສົມຜົນທີ 2.ສົມຜົນການສົ່ງສັນຍານ Friis ໃນແງ່ຂອງຄວາມຖີ່.

ຄວາມຖີ່ມີຜົນກະທົບຕໍ່ພະລັງງານທີ່ໄດ້ຮັບແນວໃດ

ເມື່ອຄ່າຂະຫຍາຍ ແລະ ໄລຍະຫ່າງຂອງເສົາອາກາດຄົງທີ່, ສົມຜົນ Friis ຄາດຄະເນວ່າພະລັງງານທີ່ໄດ້ຮັບຈະຕ່ຳລົງເມື່ອຄວາມຖີ່ເພີ່ມຂຶ້ນ ເນື່ອງຈາກຄວາມຍາວຄື້ນສັ້ນລົງ. ການປຽບທຽບນີ້ສົມມຸດວ່າຄ່າຂະຫຍາຍດຽວກັນໃນແຕ່ລະຄວາມຖີ່.

ສຳລັບເສົາອາກາດທີ່ມີຮູຮັບແສງທາງກາຍະພາບຄົງທີ່, ໂດຍທົ່ວໄປແລ້ວ, ການຂະຫຍາຍສັນຍານຈະເພີ່ມຂຶ້ນເມື່ອຄວາມຍາວຄື້ນຫຼຸດລົງ. ດັ່ງນັ້ນ, ການເຊື່ອມຕໍ່ຄວາມຖີ່ສູງ ແລະ ຄື້ນມິນລິແມັດສາມາດບັນລຸປະສິດທິພາບທີ່ເຂັ້ມແຂງດ້ວຍເສົາອາກາດທີ່ມີທິດທາງ ແລະ ກຳລັງສົ່ງສັນຍານສູງ, ໂດຍມີເງື່ອນໄຂວ່າງົບປະມານການເຊື່ອມຕໍ່ຍັງຄຳນຶງເຖິງຄວາມຖືກຕ້ອງຂອງການຊີ້, ການດູດຊຶມບັນຍາກາດ, ຝົນ ແລະ ການສູນເສຍຮາດແວ.

ໃຊ້ສົມຜົນ Friis ເປັນຕົວອ້າງອີງພື້ນທີ່ຫວ່າງແທນທີ່ຈະເປັນຮູບແບບການຂະຫຍາຍພັນທີ່ສົມບູນ. ມັນສົມມຸດວ່າມີການດຳເນີນງານຂອງພາກສະໜາມໄກ, ສາຍຕາທີ່ບໍ່ມີສິ່ງກີດຂວາງ ແລະ ເສົາອາກາດທີ່ຈັດລຽງຢ່າງຖືກຕ້ອງ.

ບໍ່ກົງກັນຂອງໂພລາໄລເຊຊັນ

ຖ້າເສົາອາກາດສົ່ງ ແລະ ຮັບບໍ່ກົງກັນກັບໂພລາໄຣເຊຊັນ, ໃຫ້ຄູນພະລັງງານຮັບທີ່ດີທີ່ສຸດດ້ວຍຕົວຄູນການສູນເສຍໂພລາໄຣເຊຊັນ (PLF). ສຳລັບເວັກເຕີໂພລາໄຣເຊຊັນປົກກະຕິ, PLF ມີຄ່າຕັ້ງແຕ່ 0 ຫາ 1; ຄ່າ 1 ໝາຍເຖິງການກົງກັນທີ່ສົມບູນແບບ. ຮູບແບບທົ່ວໄປຂ້າງລຸ່ມນີ້ປະກອບມີຄຳສັບທີ່ບໍ່ກົງກັນນີ້.

ສົມຜົນທີ 3.ສົມຜົນການສົ່ງສັນຍານ Friis ທົ່ວໄປລວມທັງຄວາມບໍ່ກົງກັນຂອງໂພລາໄຣເຊຊັນ.

ບົດຮຽນຫຼັກ

ຮູຮັບແສງທີ່ມີປະສິດທິພາບຈະປ່ຽນຄວາມໜາແໜ້ນຂອງພະລັງງານເຂົ້າຈຸດເປັນພະລັງງານທີ່ໄດ້ຮັບທີ່ມີຢູ່.
ເພື່ອຜົນປະໂຫຍດGແລະຄວາມຍາວຄື້ນλ, A_e= Gλ²/(4π).
ໃຊ້ linear gain, ບໍ່ແມ່ນ dBi, ໃນການຄິດໄລ່ aperture ແລະ Friis.
Friis ໃຊ້ໄດ້ກັບການເຊື່ອມຕໍ່ພື້ນທີ່ຫວ່າງທີ່ເບິ່ງເຫັນໄດ້ໄກ; ງົບປະມານການເຊື່ອມຕໍ່ທີ່ໃຊ້ໄດ້ຈິງຮຽກຮ້ອງໃຫ້ມີການສູນເສຍເພີ່ມເຕີມ.

RF MISO ໃຫ້ເສົາອາກາດແກນມາດຕະຖານແລະວິທີແກ້ໄຂເສົາອາກາດ RF ອື່ນໆສຳລັບການວັດແທກ, ການປັບທຽບ ແລະ ການເຊື່ອມໂຍງລະບົບ.ຕິດຕໍ່ RF MISOເພື່ອປຶກສາຫາລືກ່ຽວກັບລະດັບຄວາມຖີ່, ອັດຕາຂະຫຍາຍ ແລະ ຄວາມຕ້ອງການຂອງອິນເຕີເຟດ.

ອີເມວ:info@rf-miso.com
ໂທລະສັບ: 0086-028-82695327

ເວລາໂພສ: ມັງກອນ-08-2024