Mikä on Antenni ? An antenni on laite, jota käytetään lähettää ja vastaanottaa radioaaltoja Se on langattomien viestintäjärjestelmien keskeinen komponentti, joka pystyy muuntamaan korkeataajuiset sähkövirrat (jotka virtaavat siirtolinjoissa) sisään sähkömagneettiset aallot (jotka leviävät vapaassa tilassa) ja päinvastoin. Antenneja käytetään laajalti radiolähetykset, televisio, mobiiliviestintä, satelliittiviestintä , tutkajärjestelmät ja monilla muilla aloilla. Tarkemmin sanottuna antennin toimintoihin kuuluvat: Säteilevät sähkömagneettiset aallot: Lähetyspuolella antenni muuntaa elektronisten laitteiden tuottaman korkeataajuisen sähköenergian radioaalloksi ja säteilee ne ympäröivään avaruuteen pitkän kantaman lähetystä varten. Sähkömagneettisten aaltojen vastaanottaminen: Vastaanottopuolella antenni kaappaa avaruudesta tulevia radioaaltoja ja muuntaa ne korkeataajuisiksi sähkövirroiksi. Näitä signaaleja voidaan sitten käsitellä – kuten demoduloida, vahvistaa ja dekoodata – alkuperäisen tiedon tai datan palauttamiseksi. Energian muuntaminen: Antenni toimii väliaineena energian muuntaminen , siirtäen tehokkaasti energiaa ohjattujen aaltojen (siirtolinjoissa) ja vapaan tilan aaltojen (radioaallot) välillä. Suuntavuus ja polarisaatio: Monilla antenneilla on erityisiä suuntaavuus ja polarisaatio ominaisuudet. Suuntaaminen viittaa antennin kykyyn säteillä tai vastaanottaa energiaa tehokkaammin tiettyihin suuntiin kuin toisiin. Polarisaatio kuvaa antennin lähettämän tai vastaanottaman radioaallon sähkökentän suuntaa. Nämä ominaisuudet auttavat optimoimaan tiedonsiirron suorituskykyä, vähentämään häiriöitä ja pidentämään tiedonsiirtoetäisyyttä. Impedanssin sovitus: Signaalin heijastumisen ja energiahäviön minimoimiseksi lähetyksen aikana antennin on oltava impedanssisovitettu siirtolinjan (syöttölinjan) kanssa. Tämä tarkoittaa, että antennin tuloimpedanssin tulee vastata linjan ominaisimpedanssia tehokkaan tehonsiirron mahdollistamiseksi. Signaalin parannus ja peittoalue: Joissakin järjestelmissä antenneja käytetään ns. parantaa signaalin voimakkuutta tai laajentaa kattavuutta Esimerkiksi: Sisään mobiilit tukiasemat suuren vahvistuksen antennit voivat laajentaa signaalin peittoalueita. Sisään satelliittiviestintä , suunta- ja suuren vahvistuksen antennit parantavat signaalin vastaanoton laatua ja luotettavuutta.

Miksi impedanssin sovitus on välttämätöntä WWW.WHWIRELESS.COM Arvioitu lukuaika: 15 minuuttia Suurin ero radiotaajuus (RF) ja laitteiston välinen ero piilee impedanssin sovituksessa, ja impedanssin sovituksen syynä on sähkömagneettisten kenttien läpäisy. Kuten me kaikki tiedämme, sähkömagneettinen kenttä on sähkökentän ja magneettikentän välinen vuorovaikutus. Siirtoväliaineen häviö johtuu siitä, että sähkökenttä aiheuttaa värähtelyjä vaikutuksessaan elektroneihin. Mitä suurempi taajuus , mitä enemmän sähkömagneettisten aaltojen syklejä on samanpituisessa siirtolinjassa ja sitä suurempi on virran muutosten taajuus. Tämän seurauksena värähtelyjen synnyttämä lämpöhäviö kasvaa, mikä johtaa suurempiin häviöihin siirtolinjassa. Matalilla taajuuksilla, koska aallonpituus on paljon pidempi kuin siirtolinja, piirin siirtolinjan jännite ja virta pysyvät lähes muuttumattomina, joten siirtolinjan häviö on hyvin pieni. Samaan aikaan, jos heijastusta tapahtuu aallon ulostulon aikana, heijastuneen aallon superpositio alkuperäisen sisääntuloaallon kanssa voi johtaa signaalin laadun heikkenemiseen ja myös vähentää tehokkuutta. signaalinsiirto . Työskentelitpä sitten laitteiston parissa tai RF-järjestelmät , tavoitteena on saavuttaa parempi signaalinsiirto , eikä kukaan halua energian menevän hukkaan piirissä. Kun kuormitusvastus on yhtä suuri kuin signaalilähteen sisäinen resistanssi, kuorma voi saavuttaa maksimilähtötehon. Tätä kutsutaan usein impedanssin sovitukseksi. On tärkeää huomata, että konjugaattisovitus on tarkoitettu maksimaaliseen tehonsiirtoon. Jännitteen heijastuskertoimen kaavan \( \Gamma = \frac{Z_L - Z_0}{Z_L + Z_0} \) mukaan \( \Gamma \) ei ole tällä hetkellä yhtä suuri kuin 0, mikä tarkoittaa, että jännitettä heijastuu. Säröimättömässä sovituksessa impedanssit ovat täysin yhtä suuret, joten jännitteen heijastumista ei tapahdu. Kuormateho ei kuitenkaan ole tässä tapauksessa maksimoitu. Heijastushäviö (RL) = \(-20\log|\Gamma| \) Jännitteen seisovan aallon suhde (VSWR) = \( \frac{1 + |\Gamma|}{1 - |\Gamma|} \) Seisovan aallon suhteen ja siirtotehokkuus näkyy alla olevassa taulukossa: Impedanssin sovitus on melko työläs laskentaprosessi. Onneksi meillä on Smithin kaavio, joka on välttämätön työkalu impedanssin sovitukseen. Smithin kaavio on kaavio, joka koostuu useista leikkaavista ympyröistä. Oikein käytettynä se mahdollistaa näennäisesti monimutkaisen järjestelmän sovitusimpedanssin laskemisen ilman laskelmia. Ainoa mitä meidän tarvitsee tehdä, on lukea ja seurata tietoja ympyröiden suuntaisesti. ## Smithin kaaviomenetelmä 1. Sarjaan kytketyn kondensaattorikomponentin kytkemisen jälkeen impedanssipiste liikkuu vastapäivään vakioresistanssiympyrää pitkin, jolla se on. 2. Shunttikondensaattorikomponentin kytkemisen jälkeen impedanssipiste liikkuu myötäpäivään vakiojohtavuusympyrää pitkin, jolla se on. 3. Sarjaan kytketyn induktorikomponentin kytkemisen jälkeen impedanssipiste liikkuu myötäpäivään vakioresistanssiympyrää pitkin, jolla se on. 4. Kun...

Mikä on Antenni Voitto, ja onko korkeampi aina parempi? WWW.WHWIRELESS.COM Arvioitu lukemisaika 10 minuuttia Käydään läpi, mitä antennin vahvistus on ja onko suurempi arvo aina parempi. Todellisuudessa se riippuu täysin antennin käyttötarkoituksesta. Otetaan esimerkiksi taskulamppu: jos heijastin irrotetaan, valo luonnollisesti heikkenee. Jos kuitenkin tarvitset monisuuntaisen valonlähteen huoneen tasaiseen valaisemiseen, heijastimen irrottaminen on sopivampaa, jotta valo leviää tasaisesti. Kääntäen, jos tavoitteena on luoda laser, linssin käyttö kaiken lampun valon keskittämiseksi kapeaksi säteeksi on epäilemättä parannus. Mutta tämä keskitetty säde ei sovellu koko huoneen valaisemiseen. Tätä ilmiötä, jossa valo keskittyy tiettyyn suuntaan, kutsutaan suuntaavuudeksi, ja keskittymisastetta vahvistukseksi. Antennien alalla nämä kaksi käsitettä käyttäytyvät hyvin samalla tavalla kuin valonlähteen. Kuvittele antenni säteilee energiaa tasaisesti kaikkiin suuntiin kuten kynttilä; tämä on suuntaamaton isotrooppinen säteilijä. Teknisesti tämä määritellään arvoksi 0 dBi, mikä tarkoittaa, että säteilyenergia on sama joka suuntaan. Jos nyt asetat peilin kynttilän viereen, peili muuttaa valoenergian jakautumista ja antaa kynttilälle suuntaavuutta. Peili tekee puolet huoneesta pimeämmäksi ja toisesta puolesta kirkkaammaksi, koska valo heijastuu ja keskittyy yhteen suuntaan. Tämä lähestymistapa, jossa "varastetaan" ja ohjataan energiaa epäsuotuisammista suunnista sen parantamiseksi tiettyihin suuntiin, pätee myös antennit . Antennit eivät siis tuota radioenergiaa; ne ainoastaan siirtävät, ohjaavat tai keskittävät sitä tiettyyn suuntaan. Tätä suuntaominaisuutta kutsutaan vahvistukseksi. Peili voi ohjata puolet kynttilän energiasta uudelleen, jolloin se näyttää kaksinkertaistuneemmalta tiettyihin suuntiin – mikä vastaa kahta kynttilää. Tässä tapauksessa sanomme, että peili tarjoaa 3 dB:n vahvistuksen, koska se kaksinkertaistaa energian. On tärkeää mainita mittayksikkö antenni Vahvistus on desibeli (dB). Se on kuitenkin tyypillisesti suhteessa referenssiantenniin. Yleensä referenssiarvona käytetään saman tulotehon omaavan monisuuntaisen antennin tai puoliaallon dipoliantennin säteilyintensiteettiä tietyssä suunnassa. Kun referenssinä käytetään monisuuntaista antennia, sitä merkitään dBi (i - isotrooppinen), ja kun referenssinä käytetään puoliaallon symmetristä dipoliantennia, sitä merkitään dBd (d - dipoli). Antennin vahvistuksen määritelmästä voimme ymmärtää, että se viittaa todellisen antennin ja ideaalisen säteilyelementin samassa avaruuden pisteessä tuottamien sähkökentän voimakkuuksien neliösuhteeseen (eli tehosuhteeseen) yhtä suuren tulotehon olosuhteissa. Se kuvaa kvantitatiivisesti sitä, missä määrin antenni keskittää ja säteilee tulotehon. Vahvistussuorituskyky antenni Eri suuntiin tapahtuvaa säteilyä kuvaa antennin vahvistuskuvio (tai säteilykuvio). Mitä kapeampi kuvion pääkeila ja mitä pienemmät sivukeilat, sitä suurempi vahvistus. Kaikilla antenneill...

Energian muuntamisen näkökulmasta antennien evoluutiokoodin avaaminen WWW.WHWIRELESS.COM Arvioitu 15 minuuttia lukemisen loppuunValtavassa järjestelmässälangaton viestintä, antenneilla on keskeinen rooli. Pohjimmiltaan ne ovat hyvin erityinen energiamuunnin, joka voi saavuttaa energian muuntamisen ohjattujen aaltojen ja vapaan tilan aaltojen välillä. Tämä muunnosprosessi on ensiarvoisen tärkeä viestintäsignaalien lähetys- ja vastaanottovaiheissa.Signaalin lähetystilassa lähettimestä tuleva suurtaajuusvirta siirretään siirtolinjaa pitkin antenniin. Tällä hetkellä antenni toimii kuin maaginen velho, joka taitavasti muuntaa ohjattujen aaltojen (korkeataajuinen virta) muodossa olevan energian vapaan tilan aalloksi, joita yleisesti kutsumme sähkömagneettisiksi aalloksi, ja säteilee ne sitten ympäröivään tilaan. Esimerkiksi yleisessä matkapuhelinviestinnässä puhelimen sisäiset piirit tuottavat suurtaajuisia virtasignaaleja, jotka välittyvät puhelimen antennille. Theantennisitten muuntaa nämä signaalit sähkömagneettisiksi aalloksi ja lähettää ne muodostaen viestintäyhteyden tukiasemaan tiedonsiirron saavuttamiseksi.Signaalin vastaanottovaiheessa antennin työ on päinvastainen kuin edellä. Kun avaruudessa etenevät sähkömagneettiset aallot saavuttavat antennin, se vangitsee herkästi nämä sähkömagneettiset aallot ja muuntaa niiden sisältämän energian suurtaajuiseksi virraksi, joka on muuntamista vapaan tilan aalloista ohjatuiksi aalloksi. Tämä suurtaajuinen virta siirretään sitten siirtolinjan kautta vastaanottimeen myöhempää signaalinkäsittelyä ja tiedon poimimista varten. Esimerkiksi kotimme television antenni voi vastaanottaa televisioasemien lähettämiä sähkömagneettisia aaltoja ja muuntaa ne sähköisiksi signaaleiksi, jotka välitetään televisioon, jolloin voimme katsella erilaisia televisio-ohjelmia. Varhainen tutkimus: Antennien prototyyppi ja ensimmäinen energiamuunnos1800-luvulla sähkömagnetismin alalla tapahtui merkittäviä teoreettisia läpimurtoja. James Clerk Maxwell ehdotti kuuluisia Maxwell-yhtälöitä, jotka ennustivat teoreettisesti sähkömagneettisten aaltojen olemassaoloa ja loivat vankan teoreettisen perustan antennien syntymiselle. Vuonna 1887 saksalainen fyysikko Heinrich Hertz suoritti joukon uraauurtavia kokeita vahvistaakseen Maxwellin ennusteet. Hän suunnitteli ja valmisti maailman ensimmäisen antennijärjestelmän, joka koostuu kahdesta noin 30 senttimetriä pitkästä metallitangosta, joiden päät liitettiin kahteen 40 neliösenttimetrin metallilevyyn. Sähkömagneettisia aaltoja viritettiin metallipallojen välisten kipinäpurkausten kautta; Vastaanottava antenni oli yksisilmukkainen metallinen neliömäinen rengasantenni, joka osoitti signaalin vastaanotettavan, kun renkaan päätepisteiden väliin ilmestyi kipinöitä. Hertzin kokeilu ei ainoastaan onnistuneesti vahvistanut sähkömagneettisten aaltojen olemassaoloa, vaan myös merkitsi antennien virallista syntymää, mikä avasi uuden aikakauden langattoman viestinnän tutkimiselle ihmisille. Vaikka Hertzin...