Антенны хүлээн авах чадлыг тооцоолох ашигтай параметр болүр дүнтэй талбайэсвэлүр дүнтэй диафрагмХүлээн авах антеннтай ижил туйлшралтай хавтгай долгион антенн дээр туссан гэж үзье. Цаашилбал, долгион нь антенны хамгийн их цацрагийн чиглэлд (хамгийн их хүч хүлээн авах чиглэл) антенн руу чиглэн явж байна гэж үзье.

Дараа ньүр дүнтэй диафрагмпараметр нь өгөгдсөн хавтгай долгионоос хэр их хүчийг барьж авсныг тодорхойлно.pхавтгай долгионы чадлын нягтрал (Вт/м^2-оор) байх ёстой. ХэрэвП_тнь антенны хүлээн авагчид ашиглах боломжтой антенны терминалууд дээрх чадлыг (Ваттаар) илэрхийлнэ, тэгвэл:

Тиймээс үр дүнтэй талбай нь хавтгай долгионоос хэр их хүчийг авч, антенн хэр их дамжуулж байгааг илэрхийлдэг. Энэ талбай нь антенны дотоод алдагдлыг (омын алдагдал, диэлектрик алдагдал гэх мэт) тооцдог.

Аливаа антенны оргил антенны олшруулалт (G)-ийн хувьд үр дүнтэй диафрагмын ерөнхий хамаарлыг дараах байдлаар өгнө.

Үр дүнтэй диафрагм буюу үр дүнтэй талбайг бодит антенн дээр өгөгдсөн үр дүнтэй диафрагмтай мэдэгдэж буй антеннтай харьцуулах эсвэл хэмжсэн олшруулалт болон дээрх тэгшитгэлийг ашиглан тооцоолж хэмжиж болно.

Хавтгай долгионоос хүлээн авсан чадлыг тооцоолоход үр дүнтэй диафрагм нь хэрэгтэй ойлголт байх болно. Үүнийг бодитоор харахын тулд Фриисийн дамжуулалтын томъёоны дараагийн хэсэгт очно уу.

Фрийсийн дамжуулалтын тэгшитгэл

Энэ хуудсан дээр бид антенны онолын хамгийн үндсэн тэгшитгэлүүдийн нэг болохФриисийн дамжуулалтын тэгшитгэлФриисийн дамжуулах тэгшитгэлийг нэг антеннаас хүлээн авсан чадлыг (олшруулалттай) тооцоолоход ашигладаг.G1), өөр антеннаас дамжуулах үед (өсөлттэй)G2), зайгаар тусгаарлагдсанR, мөн давтамжтайгаар ажилладагfэсвэл долгионы урт ламбда. Энэ хуудсыг хэд хэдэн удаа унших нь зүйтэй бөгөөд бүрэн ойлгогдох ёстой.

Friis дамжуулалтын томъёоны гарал үүсэлтэй

Фриис тэгшитгэлийг гаргаж эхлэхийн тулд зайгаар тусгаарлагдсан чөлөөт орон зайд (ойролцоо саадгүй) хоёр антенн байгааг авч үзье.R:

Дамжуулах антеннд нийт чадлын （）Ватт өгөгдсөн гэж үзье. Одоогоор дамжуулагч антенн нь бүх чиглэлтэй, алдагдалгүй, хүлээн авах антенн нь дамжуулагч антенны алслагдсан талбарт байна гэж үзье. Тэгвэл чадлын нягтралp(квадрат метр тутамд Ваттаар) хүлээн авах антенн дээр тусах хавтгай долгионы зайRдамжуулах антеннаас дараах байдлаар өгөгдөнө:

Зураг 1. Дамжуулах (Tx) болон хүлээн авах (Rx) антеннуудыг дараах байдлаар тусгаарласан болноR.

Хэрэв дамжуулагч антенн нь () гэж өгөгдсөн хүлээн авах антенны чиглэлд антенны олшруулалттай бол дээрх чадлын нягтралын тэгшитгэл нь дараах хэлбэртэй болно.

Бодит антенны чиглэл ба алдагдлын олшруулалтын хүчин зүйлс. Одоо хүлээн авах антенн нь дараах байдлаар өгөгдсөн үр дүнтэй диафрагмтай гэж үзье.( )Тэгвэл энэ антенны хүлээн авсан хүч ( ) нь дараах томъёогоор өгөгдөнө:

Аливаа антенны үр дүнтэй диафрагмыг дараах байдлаар илэрхийлж болно.

Үүний үр дүнд үүссэн хүлээн авсан хүчийг дараах байдлаар бичиж болно.

Тэгшитгэл 1

Үүнийг Фриисийн дамжуулах томъёо гэж нэрлэдэг. Энэ нь чөлөөт орон зайн замын алдагдал, антенны олз болон долгионы уртыг хүлээн авсан болон дамжуулах чадалтай холбодог. Энэ бол антенны онолын үндсэн тэгшитгэлүүдийн нэг бөгөөд үүнийг санах хэрэгтэй (мөн дээрх гаргалгаа).

Фриис дамжуулах тэгшитгэлийн өөр нэг ашигтай хэлбэрийг [2] тэгшитгэлд өгсөн болно. Долгионы урт ба давтамж f нь гэрлийн хурд c-тэй холбоотой тул (давтамжийн хуудасны танилцуулгыг үзнэ үү) бид давтамжийн хувьд Фриис дамжуулах томъёог авч үзнэ:

Тэгшитгэл2

[2] тэгшитгэл нь өндөр давтамжтай үед илүү их эрчим хүч алдагддагийг харуулж байна. Энэ нь Фриис дамжуулах тэгшитгэлийн үндсэн үр дүн юм. Энэ нь тодорхой олшруулалттай антеннуудын хувьд энерги дамжуулалт бага давтамжтай үед хамгийн өндөр байх болно гэсэн үг юм. Хүлээн авсан болон дамжуулсан эрчим хүчний хоорондох зөрүүг замын алдагдал гэж нэрлэдэг. Өөрөөр хэлбэл, Фриис дамжуулах тэгшитгэл нь өндөр давтамжтай үед замын алдагдал өндөр байдаг гэж хэлж байна. Фриис дамжуулах томъёоноос гарсан энэхүү үр дүнгийн ач холбогдлыг хэтрүүлж болохгүй. Ийм учраас гар утас ерөнхийдөө 2 GHz-ээс бага давтамжтай ажилладаг. Өндөр давтамжтай үед илүү олон давтамжийн спектр байж болох ч холбогдох замын алдагдал нь чанартай хүлээн авах боломжийг олгодоггүй. Фриис дамжуулах тэгшитгэлийн цаашдын үр дагавар болгон танаас 60 GHz антенны талаар асуусан гэж бодъё. Энэ давтамж маш өндөр байгааг тэмдэглээд, замын алдагдал нь холын зайн холбоонд хэт өндөр байх болно гэж хэлж болно - мөн та туйлын зөв юм. Маш өндөр давтамжтай үед (60 GHz-ийг заримдаа мм (миллиметрийн долгион) бүс гэж нэрлэдэг) замын алдагдал маш өндөр тул зөвхөн цэгээс цэг рүү харилцах боломжтой. Энэ нь хүлээн авагч болон дамжуулагч нь нэг өрөөнд, бие бие рүүгээ харсан үед тохиолддог. Friis Transmission Formula-ийн цаашдын үр дагавар болгон гар утасны операторууд 700MHz давтамжтай ажилладаг шинэ LTE (4G) зурваст сэтгэл хангалуун байгаа гэж та бодож байна уу? Хариулт нь тийм: энэ нь уламжлалт антеннуудаас бага давтамж боловч [2] тэгшитгэлээс харахад замын алдагдал бас бага байх болно гэдгийг бид тэмдэглэж байна. Тиймээс тэд энэ давтамжийн спектрээр "илүү их газрыг хамрах" боломжтой бөгөөд Verizon Wireless-ийн гүйцэтгэх захирал саяхан үүнийг яг энэ шалтгааны улмаас "өндөр чанарын спектр" гэж нэрлэжээ. Хажуугийн тэмдэглэл: Нөгөөтэйгүүр, гар утас үйлдвэрлэгчид авсаархан төхөөрөмжид илүү том долгионы урттай антенн суурилуулах шаардлагатай болно (бага давтамж = илүү том долгионы урт), тиймээс антенны дизайнерын ажил арай илүү төвөгтэй болсон!

Эцэст нь, хэрэв антеннууд туйлшралын хувьд таарахгүй бол дээрх хүлээн авсан чадлыг Туйлшралын Алдагдлын Коэффициент (PLF)-ээр үржүүлж, энэхүү зөрүүг зөв тооцоолж болно. Дээрх тэгшитгэл [2]-ыг туйлшралын зөрүүг багтаасан ерөнхийлсөн Фриис Дамжуулах Томъёог гаргахын тулд өөрчилж болно: