ทิศทางเป็นพารามิเตอร์พื้นฐานของเสาอากาศ นี่คือการวัดว่ารูปแบบการแผ่รังสีของเสาอากาศกำหนดทิศทางเป็นอย่างไร เสาอากาศที่แผ่กระจายเท่ากันในทุกทิศทางจะมีทิศทางเท่ากับ 1 (ซึ่งเทียบเท่ากับศูนย์เดซิเบล -0 dB)
ฟังก์ชันของพิกัดทรงกลมสามารถเขียนเป็นรูปแบบรังสีที่ทำให้เป็นมาตรฐานได้:
[สมการ 1]
รูปแบบรังสีปกติจะมีรูปร่างเหมือนกับรูปแบบรังสีดั้งเดิม รูปแบบการแผ่รังสีที่ทำให้เป็นมาตรฐานจะลดลงตามขนาดจนค่าสูงสุดของรูปแบบการแผ่รังสีเท่ากับ 1 (ค่าที่ใหญ่ที่สุดคือสมการ [1] ของ "F") ในทางคณิตศาสตร์ สูตรสำหรับทิศทาง (ประเภท "D") เขียนเป็น:
นี่อาจดูเหมือนเป็นสมการทิศทางที่ซับซ้อน อย่างไรก็ตาม รูปแบบการแผ่รังสีของโมเลกุลมีค่ามากที่สุด ตัวส่วนแสดงถึงกำลังเฉลี่ยที่แผ่ออกไปในทุกทิศทาง สมการนี้จึงเป็นการวัดกำลังการแผ่รังสีสูงสุดหารด้วยค่าเฉลี่ย สิ่งนี้จะให้ทิศทางของเสาอากาศ
รูปแบบทิศทาง
เป็นตัวอย่าง พิจารณาสมการสองสมการถัดไปสำหรับรูปแบบการแผ่รังสีของเสาอากาศสองอัน
เสาอากาศ 1
เสาอากาศ 2
รูปแบบการแผ่รังสีเหล่านี้ถูกลงจุดในรูปที่ 1 โปรดทราบว่าโหมดการแผ่รังสีเป็นเพียงฟังก์ชันของมุมเชิงขั้วทีต้า(θ) รูปแบบการแผ่รังสีไม่ใช่ฟังก์ชันของแอซิมัท (รูปแบบการแผ่รังสีอะซิมุทัลยังคงไม่เปลี่ยนแปลง) รูปแบบการแผ่รังสีของเสาอากาศอันแรกจะมีทิศทางน้อยกว่า จากนั้นจะเป็นรูปแบบการแผ่รังสีของเสาอากาศอันที่สอง ดังนั้นเราจึงคาดว่าทิศทางจะลดลงสำหรับเสาอากาศตัวแรก
รูปที่ 1 แผนภาพรูปแบบการแผ่รังสีของเสาอากาศ มีทิศทางสูงไหม?
โดยใช้สูตร [1] เราสามารถคำนวณได้ว่าเสาอากาศมีทิศทางที่สูงกว่า หากต้องการตรวจสอบความเข้าใจ ให้นึกถึงรูปที่ 1 และทิศทางคืออะไร จากนั้นพิจารณาว่าเสาอากาศใดมีทิศทางสูงกว่าโดยไม่ต้องใช้คณิตศาสตร์ใดๆ
ผลการคำนวณทิศทางใช้สูตร [1]:
การคำนวณเสาอากาศทิศทาง 1, 1.273 (1.05 dB)
การคำนวณเสาอากาศทิศทาง 2, 2.707 (4.32 dB)
ทิศทางที่เพิ่มขึ้นหมายถึงเสาอากาศที่โฟกัสหรือมีทิศทางมากขึ้น ซึ่งหมายความว่าเสาอากาศรับสัญญาณ 2 ตัวมีกำลังทิศทางของจุดสูงสุดถึง 2.707 เท่ามากกว่าเสาอากาศแบบรอบทิศทาง เสาอากาศ 1 จะได้รับกำลัง 1.273 เท่าของเสาอากาศรอบทิศทาง เสาอากาศรอบทิศทางถูกใช้เป็นข้อมูลอ้างอิงทั่วไป แม้ว่าจะไม่มีเสาอากาศไอโซโทรปิกอยู่ก็ตาม
เสาอากาศโทรศัพท์มือถือควรมีทิศทางต่ำเพราะสัญญาณสามารถมาจากทิศทางใดก็ได้ ในทางตรงกันข้าม จานดาวเทียมมีทิศทางสูง จานดาวเทียมรับสัญญาณจากทิศทางคงที่ ตัวอย่างเช่น หากคุณได้จานทีวีดาวเทียม บริษัทจะบอกคุณว่าจะชี้ไปที่ไหนและจานก็จะรับสัญญาณที่ต้องการ
เราจะลงท้ายด้วยรายการประเภทเสาอากาศและทิศทาง สิ่งนี้จะทำให้คุณเข้าใจได้ว่าทิศทางใดเป็นเรื่องธรรมดา
ประเภทเสาอากาศ ทิศทางทั่วไป ทิศทางทั่วไป [เดซิเบล] (dB)
เสาอากาศไดโพลสั้น 1.5 1.76
เสาอากาศไดโพลครึ่งคลื่น 1.64 2.15
แพทช์ (เสาอากาศไมโครสตริป) 3.2-6.3 5-8
เสาอากาศแตร 10-100 10-20
เสาอากาศจาน 10-10,000 10-40
เนื่องจากข้อมูลข้างต้นแสดงทิศทางของเสาอากาศที่แตกต่างกันอย่างมาก ดังนั้นจึงเป็นสิ่งสำคัญที่จะต้องเข้าใจทิศทางเมื่อเลือกเสาอากาศที่ดีที่สุดสำหรับการใช้งานเฉพาะของคุณ หากคุณต้องการส่งหรือรับพลังงานจากหลายทิศทางในทิศทางเดียว คุณควรออกแบบเสาอากาศที่มีทิศทางต่ำ ตัวอย่างการใช้งานสำหรับเสาอากาศทิศทางต่ำ ได้แก่ วิทยุในรถยนต์ โทรศัพท์มือถือ และอินเทอร์เน็ตไร้สายของคอมพิวเตอร์ ในทางกลับกัน หากคุณกำลังทำการสำรวจระยะไกลหรือถ่ายโอนพลังงานแบบกำหนดเป้าหมาย ก็จำเป็นต้องใช้เสาอากาศที่มีทิศทางสูง เสาอากาศที่มีทิศทางสูงจะช่วยเพิ่มการถ่ายโอนพลังงานจากทิศทางที่ต้องการและลดสัญญาณจากทิศทางที่ไม่ต้องการ
สมมติว่าเราต้องการเสาอากาศทิศทางต่ำ เราจะทำเช่นนี้ได้อย่างไร?
กฎทั่วไปของทฤษฎีเสาอากาศคือ คุณต้องมีเสาอากาศขนาดเล็กที่ใช้ไฟฟ้าเพื่อสร้างทิศทางต่ำ นั่นคือหากคุณใช้เสาอากาศที่มีความยาวคลื่นรวม 0.25 - 0.5 คุณจะลดทิศทางลง เสาอากาศไดโพลแบบครึ่งคลื่นหรือเสาอากาศแบบสล็อตครึ่งคลื่น โดยทั่วไปจะมีทิศทางน้อยกว่า 3 dB นี่ต่ำพอๆ กับทิศทางที่คุณสามารถนำไปปฏิบัติได้
ท้ายที่สุดแล้ว เราไม่สามารถทำให้เสาอากาศมีขนาดเล็กกว่าหนึ่งในสี่ของความยาวคลื่นได้ โดยไม่ลดประสิทธิภาพของเสาอากาศและแบนด์วิธของเสาอากาศ ประสิทธิภาพของเสาอากาศและแบนด์วิธของเสาอากาศจะกล่าวถึงในบทต่อๆ ไป
สำหรับเสาอากาศที่มีทิศทางสูง เราจะต้องมีเสาอากาศที่มีความยาวคลื่นหลายขนาด เช่นเสาอากาศจานดาวเทียมและเสาอากาศแตรมีทิศทางสูง ส่วนหนึ่งเป็นเพราะมีความยาวคลื่นหลายช่วง
ทำไมเป็นอย่างนั้น? ท้ายที่สุดแล้ว เหตุผลเกี่ยวข้องกับคุณสมบัติของการแปลงฟูริเยร์ เมื่อคุณทำการแปลงฟูริเยร์ของพัลส์สั้น คุณจะได้สเปกตรัมกว้าง การเปรียบเทียบนี้ไม่มีอยู่ในการพิจารณารูปแบบการแผ่รังสีของเสาอากาศ รูปแบบการแผ่รังสีถือได้ว่าเป็นการแปลงฟูริเยร์ของการกระจายกระแสหรือแรงดันไปตามเสาอากาศ ดังนั้นเสาอากาศขนาดเล็กจึงมีรูปแบบการแผ่รังสีที่กว้าง (และมีทิศทางต่ำ) เสาอากาศที่มีการกระจายแรงดันหรือกระแสสม่ำเสมอขนาดใหญ่ รูปแบบทิศทางมาก (และมีทิศทางสูง)
E-mail:info@rf-miso.com
โทรศัพท์:0086-028-82695327
เว็บไซต์:www.rf-miso.com
เวลาโพสต์: 07 พ.ย.-2023
