ప్రధాన

యాంటెన్నా యొక్క ప్రభావవంతమైన అపెర్చర్

యాంటెన్నా యొక్క రిసీవ్ పవర్‌ను లెక్కించడంలో ఉపయోగపడే ఒక పరామితిప్రభావవంతమైన ప్రాంతంలేదాప్రభావవంతమైన రంధ్రంస్వీకరించే యాంటెన్నా వలె అదే ధ్రువణంతో ఉన్న ఒక సమతల తరంగం యాంటెన్నాపై పడుతుందని భావించండి. ఇంకా, ఆ తరంగం యాంటెన్నా యొక్క గరిష్ట వికిరణ దిశలో (అత్యధిక శక్తిని స్వీకరించే దిశలో) యాంటెన్నా వైపు ప్రయాణిస్తుందని భావించండి.

అప్పుడుప్రభావవంతమైన రంధ్రంపారామీటర్ అనేది ఇచ్చిన సమతల తరంగం నుండి ఎంత శక్తిని సంగ్రహించారో వివరిస్తుంది.pసమతల తరంగం యొక్క శక్తి సాంద్రత (W/m^2 లో) అనుకుందాం. ఒకవేళపి_టియాంటెన్నా రిసీవర్‌కు అందుబాటులో ఉన్న యాంటెన్నా టెర్మినల్స్ వద్ద గల శక్తిని (వాట్స్‌లో) సూచిస్తుంది, అప్పుడు:

2

అందువల్ల, ప్రభావవంతమైన వైశాల్యం అనేది సమతల తరంగం నుండి ఎంత శక్తిని గ్రహించి యాంటెన్నా ద్వారా అందించబడుతుందో సూచిస్తుంది. ఈ వైశాల్యం యాంటెన్నాకు అంతర్గతంగా ఉండే నష్టాలను (ఓమిక్ నష్టాలు, విద్యున్నిరోధక నష్టాలు మొదలైనవి) పరిగణనలోకి తీసుకుంటుంది.

ఏదైనా యాంటెన్నా యొక్క గరిష్ట యాంటెన్నా గెయిన్ (G) పరంగా ప్రభావవంతమైన అపెర్చర్ కోసం ఒక సాధారణ సంబంధం ఈ క్రింది విధంగా ఇవ్వబడింది:

3

ప్రభావవంతమైన ఎపర్చర్ లేదా ప్రభావవంతమైన వైశాల్యాన్ని, ఇచ్చిన ప్రభావవంతమైన ఎపర్చర్ కలిగిన తెలిసిన యాంటెనాతో పోల్చడం ద్వారా లేదా కొలచిన గెయిన్ మరియు పై సమీకరణాన్ని ఉపయోగించి లెక్కించడం ద్వారా వాస్తవ యాంటెనాలపై కొలవవచ్చు.

సమతల తరంగం నుండి స్వీకరించిన శక్తిని లెక్కించడానికి ప్రభావవంతమైన అపెర్చర్ ఒక ఉపయోగకరమైన భావనగా ఉంటుంది. ఇది ఆచరణలో ఎలా పనిచేస్తుందో చూడటానికి, ఫ్రీస్ ప్రసార సూత్రంపై ఉన్న తదుపరి విభాగానికి వెళ్లండి.

ఫ్రైస్ ట్రాన్స్మిషన్ ఈక్వేషన్

ఈ పేజీలో, యాంటెన్నా సిద్ధాంతంలోని అత్యంత ప్రాథమిక సమీకరణాలలో ఒకటైన దానిని పరిచయం చేస్తున్నాము.ఫ్రీస్ ప్రసార సమీకరణంఒక యాంటెన్నా నుండి (గెయిన్‌తో) అందుకున్న శక్తిని లెక్కించడానికి ఫ్రిస్ ట్రాన్స్‌మిషన్ సమీకరణాన్ని ఉపయోగిస్తారు.G1), మరొక యాంటెన్నా నుండి ప్రసారం చేసినప్పుడు (లాభంతోG2), కొంత దూరంలో వేరు చేయబడ్డాయిRమరియు ఫ్రీక్వెన్సీ వద్ద పనిచేస్తుందిfలేదా తరంగదైర్ఘ్యం లాంబ్డా. ఈ పేజీని రెండు మూడు సార్లు చదివి పూర్తిగా అర్థం చేసుకోవడం మంచిది.

ఫ్రైస్ ట్రాన్స్మిషన్ ఫార్ములా యొక్క ఉత్పన్నం

ఫ్రీస్ సమీకరణం యొక్క ఉత్పాదనను ప్రారంభించడానికి, స్వేచ్ఛా అంతరిక్షంలో (సమీపంలో ఎటువంటి అడ్డంకులు లేకుండా) కొంత దూరంలో వేరు చేయబడిన రెండు యాంటెన్నాలను పరిగణించండి.R:

4

ట్రాన్స్‌మిట్ యాంటెన్నాకు మొత్తం ( )వాట్స్ పవర్ అందించబడుతుందని అనుకుందాం. ప్రస్తుతానికి, ట్రాన్స్‌మిట్ యాంటెన్నా ఓమ్నిడైరెక్షనల్, లాస్‌లెస్ అని మరియు రిసీవ్ యాంటెన్నా ట్రాన్స్‌మిట్ యాంటెన్నా యొక్క ఫార్ ఫీల్డ్‌లో ఉందని అనుకుందాం. అప్పుడు పవర్ డెన్సిటీpరిసీవ్ యాంటెన్నాపై పడే సమతల తరంగం యొక్క (చదరపు మీటరుకు వాట్లలో) దూరంRట్రాన్స్‌మిట్ యాంటెన్నా నుండి వచ్చేది ఈ క్రింది విధంగా ఇవ్వబడింది:

41bd284bf819e176ae631950cd267f7

పటం 1. ట్రాన్స్‌మిట్ (Tx) మరియు రిసీవ్ (Rx) యాంటెనాలు వేరు చేయబడినవిR.

5

ఒకవేళ ట్రాన్స్‌మిట్ యాంటెన్నాకు రిసీవ్ యాంటెన్నా దిశలో యాంటెన్నా గెయిన్ ( ) ద్వారా ఇవ్వబడితే, అప్పుడు పైన ఉన్న పవర్ డెన్సిటీ సమీకరణం ఇలా అవుతుంది:

2
6

గెయిన్ టర్మ్ అనేది ఒక నిజమైన యాంటెన్నా యొక్క దిశానిర్దేశం మరియు నష్టాలను పరిగణనలోకి తీసుకుంటుంది. ఇప్పుడు రిసీవ్ యాంటెన్నాకు ఈ క్రింది విధంగా ఇవ్వబడిన ప్రభావవంతమైన అపెర్చర్ ఉందని భావిద్దాం.( ). అప్పుడు ఈ యాంటెన్నా ( ) ద్వారా స్వీకరించబడిన శక్తి ఈ క్రింది విధంగా ఇవ్వబడింది:

4
3
7

ఏదైనా యాంటెన్నా యొక్క ప్రభావవంతమైన అపెర్చర్‌ను ఈ విధంగా కూడా వ్యక్తీకరించవచ్చు:

8

ఫలితంగా వచ్చిన శక్తిని ఈ విధంగా వ్రాయవచ్చు:

9

సమీకరణం1

దీనిని ఫ్రీస్ ట్రాన్స్‌మిషన్ ఫార్ములా అని అంటారు. ఇది ఫ్రీ స్పేస్ పాత్ లాస్, యాంటెన్నా గెయిన్స్ మరియు వేవ్‌లెంగ్త్‌లను, స్వీకరించిన మరియు ప్రసారం చేసే పవర్‌లతో ముడిపెడుతుంది. ఇది యాంటెన్నా సిద్ధాంతంలోని ప్రాథమిక సమీకరణాలలో ఒకటి, మరియు దీనిని (పైన పేర్కొన్న ఉత్పాదనతో పాటు) గుర్తుంచుకోవాలి.

ఫ్రీస్ ప్రసార సమీకరణం యొక్క మరొక ఉపయోగకరమైన రూపం సమీకరణం [2]లో ఇవ్వబడింది. తరంగదైర్ఘ్యం మరియు పౌనఃపున్యం f కాంతి వేగం c ద్వారా సంబంధం కలిగి ఉంటాయి కాబట్టి (పౌనఃపున్యం పరిచయం పేజీని చూడండి), మనకు పౌనఃపున్యం పరంగా ఫ్రీస్ ప్రసార సూత్రం ఉంది:

10

సమీకరణం 2

సమీకరణం [2] అధిక పౌనఃపున్యాల వద్ద ఎక్కువ శక్తి నష్టపోతుందని చూపిస్తుంది. ఇది ఫ్రిస్ ట్రాన్స్‌మిషన్ సమీకరణం యొక్క ప్రాథమిక ఫలితం. దీని అర్థం ఏమిటంటే, నిర్దిష్ట గెయిన్‌లు ఉన్న యాంటెనాలకు, తక్కువ పౌనఃపున్యాల వద్ద శక్తి బదిలీ అత్యధికంగా ఉంటుంది. స్వీకరించిన శక్తికి మరియు ప్రసారం చేయబడిన శక్తికి మధ్య ఉన్న వ్యత్యాసాన్ని పాత్ లాస్ అంటారు. మరో విధంగా చెప్పాలంటే, ఫ్రిస్ ట్రాన్స్‌మిషన్ సమీకరణం ప్రకారం అధిక పౌనఃపున్యాలకు పాత్ లాస్ ఎక్కువగా ఉంటుంది. ఫ్రిస్ ట్రాన్స్‌మిషన్ ఫార్ములా నుండి వచ్చిన ఈ ఫలితం యొక్క ప్రాముఖ్యతను ఎంత చెప్పినా తక్కువే. అందుకే మొబైల్ ఫోన్‌లు సాధారణంగా 2 GHz కంటే తక్కువ పౌనఃపున్యాల వద్ద పనిచేస్తాయి. అధిక పౌనఃపున్యాల వద్ద ఎక్కువ ఫ్రీక్వెన్సీ స్పెక్ట్రమ్ అందుబాటులో ఉండవచ్చు, కానీ దానితో సంబంధం ఉన్న పాత్ లాస్ నాణ్యమైన రిసెప్షన్‌ను సాధ్యం చేయదు. ఫ్రిస్ ట్రాన్స్‌మిషన్ సమీకరణం యొక్క మరో పర్యవసానంగా, మిమ్మల్ని 60 GHz యాంటెనాల గురించి అడిగారని అనుకుందాం. ఈ పౌనఃపున్యం చాలా ఎక్కువ అని గమనించి, సుదూర కమ్యూనికేషన్ కోసం పాత్ లాస్ చాలా ఎక్కువగా ఉంటుందని మీరు చెప్పవచ్చు - మరియు మీరు చెప్పింది పూర్తిగా సరైనది. చాలా అధిక పౌనఃపున్యాల వద్ద (60 GHzను కొన్నిసార్లు mm (మిల్లీమీటర్ వేవ్) ప్రాంతం అని కూడా అంటారు), పాత్ లాస్ చాలా ఎక్కువగా ఉంటుంది, కాబట్టి పాయింట్-టు-పాయింట్ కమ్యూనికేషన్ మాత్రమే సాధ్యమవుతుంది. రిసీవర్ మరియు ట్రాన్స్‌మిటర్ ఒకే గదిలో ఉండి, ఒకదానికొకటి ఎదురుగా ఉన్నప్పుడు ఇది జరుగుతుంది. ఫ్రీస్ ట్రాన్స్‌మిషన్ ఫార్ములా యొక్క తదుపరి పర్యవసానంగా, 700MHz వద్ద పనిచేసే కొత్త LTE (4G) బ్యాండ్ గురించి మొబైల్ ఫోన్ ఆపరేటర్లు సంతోషంగా ఉన్నారని మీరు అనుకుంటున్నారా? సమాధానం అవును: ఇది యాంటెనాలు సాంప్రదాయకంగా పనిచేసే ఫ్రీక్వెన్సీ కంటే తక్కువ, కానీ సమీకరణం [2] నుండి, పాత్ లాస్ కూడా తక్కువగా ఉంటుందని మనం గమనించవచ్చు. అందువల్ల, వారు ఈ ఫ్రీక్వెన్సీ స్పెక్ట్రమ్‌తో "ఎక్కువ పరిధిని కవర్ చేయగలరు", మరియు వెరిజోన్ వైర్‌లెస్ ఎగ్జిక్యూటివ్ ఇటీవల దీనిని "అధిక నాణ్యత స్పెక్ట్రమ్" అని పిలిచారు, సరిగ్గా ఈ కారణంగానే. సైడ్ నోట్: మరోవైపు, సెల్ ఫోన్ తయారీదారులు పెద్ద తరంగదైర్ఘ్యం ఉన్న యాంటెనాను కాంపాక్ట్ పరికరంలో అమర్చవలసి ఉంటుంది (తక్కువ ఫ్రీక్వెన్సీ = పెద్ద తరంగదైర్ఘ్యం), కాబట్టి యాంటెనా డిజైనర్ పని కొంచెం క్లిష్టంగా మారింది!

చివరగా, యాంటెనాలు పోలరైజేషన్ సరిపోలకపోతే, ఈ అసమతుల్యతను సరిగ్గా పరిగణనలోకి తీసుకోవడానికి పైన స్వీకరించిన శక్తిని పోలరైజేషన్ లాస్ ఫ్యాక్టర్ (PLF)తో గుణించవచ్చు. పైన ఉన్న సమీకరణం [2]ను పోలరైజేషన్ అసమతుల్యతను కలిగి ఉన్న సాధారణీకరించిన ఫ్రిస్ ట్రాన్స్‌మిషన్ ఫార్ములాను ఉత్పత్తి చేయడానికి మార్చవచ్చు:

11

సమీకరణం3


పోస్ట్ చేసిన సమయం: జనవరి-08-2024

ఉత్పత్తి డేటాషీట్‌ను పొందండి