Անտենայի ընդունման հզորությունը հաշվարկող օգտակար պարամետր էարդյունավետ տարածքկամարդյունավետ ապերտուրաԵնթադրենք, որ անտենայի վրա ընկնում է ընդունող անտենայի հետ նույն բևեռացվածությամբ հարթ ալիք։ Ավելին, ենթադրենք, որ ալիքը շարժվում է դեպի անտենան՝ անտենայի առավելագույն ճառագայթման ուղղությամբ (այն ուղղությամբ, որտեղից կստացվի առավելագույն հզորությունը)։

Ապաարդյունավետ ապերտուրապարամետրը նկարագրում է, թե որքան հզորություն է որսվում տրված հարթ ալիքից։ Ենթադրենքpհարթ ալիքի հզորության խտությունն է (Վտ/մ^2-ով): ԵթեՊ_տներկայացնում է անտենայի ընդունիչին հասանելի անտենաների ծայրակալներում առկա հզորությունը (Վատտներով), ապա՝

Հետևաբար, արդյունավետ մակերեսը պարզապես ներկայացնում է, թե որքան հզորություն է կլանվում հարթ ալիքից և մատակարարվում անտենայի կողմից։ Այս մակերեսը հաշվի է առնում անտենային բնորոշ կորուստները (օմմիկ կորուստներ, դիէլեկտրիկ կորուստներ և այլն):

Անտենայի գագաթնակետային ուժեղացման (G) առումով արդյունավետ ապերտուրայի ընդհանուր կապը տրվում է հետևյալ կերպ.

Արդյունավետ ապերտուրան կամ արդյունավետ մակերեսը կարող է չափվել իրական անտենաների վրա՝ համեմատելով տրված արդյունավետ ապերտուրա ունեցող հայտնի անտենայի հետ, կամ հաշվարկելով չափված ուժեղացումը և վերը նշված հավասարումը։

Արդյունավետ ապերտուրան օգտակար հասկացություն կլինի հարթ ալիքից ստացված հզորությունը հաշվարկելու համար: Սա գործնականում տեսնելու համար անցեք Ֆրիսի փոխանցման բանաձևի հաջորդ բաժնին:

Ֆրիսի փոխանցման հավասարումը

Այս էջում մենք ներկայացնում ենք անտենայի տեսության ամենահիմնարար հավասարումներից մեկը՝Ֆրիսի փոխանցման հավասարումըՖրիսի փոխանցման հավասարումը օգտագործվում է մեկ անտենայից ստացված հզորությունը հաշվարկելու համար (ուժեղացմամբG1), երբ փոխանցվում է մեկ այլ անտենաից (ուժեղացմամբG2), իրարից բաժանված որոշակի հեռավորությամբRև աշխատում է հաճախականությամբfկամ ալիքի երկարություն լամբդա։ Այս էջը մի քանի անգամ կարդալու արժանի է և պետք է լիովին հասկանալի լինի։

Friis փոխանցման բանաձևի ստացում

Ֆրիսի հավասարման ածանցումը սկսելու համար դիտարկենք ազատ տարածության մեջ գտնվող երկու անտենաներ (մոտակայքում խոչընդոտներ չկան), որոնք իրարից հեռու են՝R:

Ենթադրենք, որ փոխանցող անտենային մատակարարվում է ընդհանուր հզորության () Վատտ: Այս պահին ենթադրենք, որ փոխանցող անտենան բազմակողմանի է, առանց կորուստների, և որ ընդունող անտենան գտնվում է փոխանցող անտենայի հեռավոր դաշտում: Այդ դեպքում հզորության խտությունըp(Վատտով մեկ քառակուսի մետրի համար) ընդունող անտենայի վրա ընկնող հարթ ալիքի հեռավորության վրաRփոխանցող անտենայից ստացված արժեքը տրվում է հետևյալ կերպ՝

Նկար 1. Փոխանցող (Tx) և ընդունող (Rx) անտենաներ, որոնք իրարից բաժանված ենR.

Եթե հաղորդող անտենան ունի անտենայի ուժեղացում ընդունող անտենայի ուղղությամբ, որը տրված է ()-ով, ապա վերը նշված հզորության խտության հավասարումը կունենա հետևյալ տեսքը՝

Աճեցման անդամը ազդում է իրական անտենայի ուղղության և կորուստների վրա։ Ենթադրենք, որ ընդունիչ անտենան ունի արդյունավետ ապերտուրա, որը տրված է（）Ապա այս անտենայի ( ) կողմից ստացված հզորությունը տրվում է հետևյալ կերպ՝

Քանի որ ցանկացած անտենայի արդյունավետ ապերտուրան կարող է նաև արտահայտվել որպես՝

Արդյունքում ստացված հզորությունը կարող է գրվել հետևյալ կերպ՝

Հավասարում 1

Սա հայտնի է որպես Ֆրիսի փոխանցման բանաձև։ Այն կապում է ազատ տարածության ուղու կորուստը, անտենայի ուժգնացումը և ալիքի երկարությունը ընդունվող և փոխանցող հզորությունների հետ։ Սա անտենայի տեսության հիմնարար հավասարումներից մեկն է և պետք է հիշել (ինչպես նաև վերը նշված ածանցումը)։

Ֆրիսի փոխանցման հավասարման մեկ այլ օգտակար ձև տրված է [2] հավասարման մեջ։ Քանի որ ալիքի երկարությունը և հաճախականությունը f կապված են լույսի արագությամբ c-ով (տե՛ս հաճախականության ներածության էջը), մենք ունենք Ֆրիսի փոխանցման բանաձևը հաճախականության տեսանկյունից.

Հավասարում 2

Հավասարումը [2] ցույց է տալիս, որ ավելի շատ հզորություն է կորսվում բարձր հաճախականություններում: Սա Ֆրիսի փոխանցման հավասարման հիմնարար արդյունքն է: Սա նշանակում է, որ որոշակի ուժեղացումներ ունեցող անտենաների համար էներգիայի փոխանցումը կլինի ամենաբարձրը ցածր հաճախականություններում: Ստացված և փոխանցվող հզորության միջև տարբերությունը հայտնի է որպես ուղու կորուստ: Այլ կերպ ասած՝ Ֆրիսի փոխանցման հավասարումը ասում է, որ ուղու կորուստն ավելի մեծ է բարձր հաճախականությունների դեպքում: Ֆրիսի փոխանցման բանաձևից ստացված այս արդյունքի կարևորությունը չի կարելի գերագնահատել: Ահա թե ինչու բջջային հեռախոսները սովորաբար աշխատում են 2 ԳՀց-ից պակաս հաճախականություններում: Ավելի բարձր հաճախականություններում կարող է լինել ավելի մեծ հաճախականության սպեկտր, բայց դրան կից ուղու կորուստը չի ապահովի որակյալ ընդունում: Ֆրիսի փոխանցման հավասարման հետագա հետևանքը, ենթադրենք, որ ձեզ հարցնում են 60 ԳՀց անտենաների մասին: Նկատի ունենալով, որ այս հաճախականությունը շատ բարձր է, կարող եք ասել, որ ուղու կորուստը չափազանց բարձր կլինի երկար հեռավորության վրա կապի համար, և դուք բացարձակապես ճիշտ եք: Շատ բարձր հաճախականություններում (60 ԳՀց-ը երբեմն անվանում են մմ (միլիմետրային ալիք) շրջան), ուղու կորուստը շատ բարձր է, ուստի հնարավոր է միայն կետից կետ կապը: Սա տեղի է ունենում, երբ ընդունիչն ու հաղորդիչը գտնվում են նույն սենյակում և միմյանց դեմ դիմաց։ Որպես Friis Transmission Formula-ի հետագա հետևանք՝ կարծում եք, որ բջջային հեռախոսների օպերատորները գոհ են նոր LTE (4G) դիապազոնից, որը գործում է 700 ՄՀց հաճախականությամբ։ Պատասխանը՝ այո. սա ավելի ցածր հաճախականություն է, քան անտենաները ավանդաբար աշխատում են, բայց [2] հավասարումից մենք նկատում ենք, որ հետևաբար, ճանապարհի կորուստը նույնպես ավելի ցածր կլինի։ Հետևաբար, նրանք կարող են «ավելի շատ տարածք ծածկել» այս հաճախականության սպեկտրով, և Verizon Wireless-ի գործադիր տնօրենը վերջերս այս սպեկտրն անվանել է «բարձր որակի սպեկտր»՝ հենց այս պատճառով։ Կողմնակի նշում. Մյուս կողմից, բջջային հեռախոսների արտադրողները ստիպված կլինեն կոմպակտ սարքում տեղադրել ավելի մեծ ալիքի երկարությամբ անտենա (ցածր հաճախականություն = ավելի մեծ ալիքի երկարություն), ուստի անտենաների նախագծողի աշխատանքը մի փոքր ավելի բարդացավ։

Վերջապես, եթե անտենաների բևեռացումը չի համընկնում, վերը նշված ստացված հզորությունը կարող է բազմապատկվել բևեռացման կորստի գործակցով (PLF)՝ այս անհամապատասխանությունը ճիշտ հաշվի առնելու համար: Վերը նշված [2] հավասարումը կարող է փոփոխվել՝ ստանալով ընդհանրացված Ֆրիսի փոխանցման բանաձև, որը ներառում է բևեռացման անհամապատասխանությունը.