Антенны хүлээн авах хүчийг тооцоолох ашигтай параметр болүр дүнтэй газарэсвэлүр дүнтэй диафрагм. Хүлээн авах антентай ижил туйлшрал бүхий хавтгай долгион антенн дээр бууж байна гэж бодъё. Цаашид долгион нь антенны хамгийн их цацрагийн чиглэлд (хамгийн их хүчийг хүлээн авах чиглэл) антен руу чиглэж байна гэж бодъё.

Дараа ньүр дүнтэй диафрагмпараметр нь өгөгдсөн хавтгай долгионоос хэр их хүч авахыг тодорхойлдог. Болъёpхавтгай долгионы чадлын нягт (Вт/м^2) байна. ХэрэвП_тЭнэ нь антенны хүлээн авагчийн антенны терминалуудын хүчийг (Вт-ээр) илэрхийлнэ, дараа нь:

Тиймээс үр дүнтэй талбай нь онгоцны долгионоос хэр их хүчийг авч, антенаар дамжуулж байгааг илэрхийлдэг. Энэ хэсэг нь антенны алдагдалд нөлөөлдөг (омын алдагдал, диэлектрик алдагдал гэх мэт).

Аливаа антенны антенны оргил ашиг (G)-ийн үр дүнтэй нүхний ерөнхий хамаарлыг дараахь байдлаар тодорхойлно.

Үр дүнтэй диафрагм эсвэл үр дүнтэй талбайг бодит антенн дээр өгөгдсөн үр дүнтэй нүхтэй мэдэгдэж буй антеннтай харьцуулах эсвэл хэмжсэн олз ба дээрх тэгшитгэлийг ашиглан тооцоолж болно.

Үр дүнтэй диафрагм нь хавтгай долгионоос хүлээн авсан хүчийг тооцоолоход ашигтай ойлголт байх болно. Үүнийг хэрхэн ажиллаж байгааг харахын тулд Friis дамжуулалтын томъёоны дараагийн хэсэгт очно уу.

Фрийсийн дамжуулалтын тэгшитгэл

Энэ хуудсан дээр бид антенны онолын хамгийн үндсэн тэгшитгэлүүдийн нэг болох TheFriis дамжуулалтын тэгшитгэл. Friis дамжуулалтын тэгшитгэлийг нэг антеннаас хүлээн авсан хүчийг тооцоолоход ашигладаг (олзтойG1), өөр антеннаас дамжуулах үед (олзтойG2), зайгаар тусгаарлагдсанR, давтамжтайгаар ажилладагfэсвэл долгионы урттай ламбда. Энэ хуудсыг хэд хэдэн удаа унших нь зүйтэй бөгөөд үүнийг бүрэн ойлгох ёстой.

Friis дамжуулалтын томъёоны гарал үүсэл

Фрийсийн тэгшитгэлийг гаргаж авахын тулд зайгаар тусгаарлагдсан чөлөөт зайд (ойролцоох ямар ч саадгүй) хоёр антеныг авч үзье.R:

Дамжуулах антеннд нийт хүчийг （）Вт хүргэсэн гэж үзье. Одоогийн байдлаар дамжуулагч антенн нь бүх чиглэлтэй, алдагдалгүй, хүлээн авах антен нь дамжуулагч антенны алслагдсан талбарт байна гэж бодъё. Дараа нь эрчим хүчний нягтралp(квадрат метр тутамд ваттаар) хүлээн авах антенн дээрх онгоцны долгионы зайRДамжуулах антеннаас дараах байдлаар өгөгдөнө.

Зураг 1. Дамжуулах (Tx) ба Хүлээн авах (Rx) антеннуудыг тусгаарласанR.

Хэрэв дамжуулах антенн нь （）-ээр өгөгдсөн хүлээн авах антенны чиглэлд антенны нэмэгдэлтэй байвал дээрх тэжээлийн нягтын тэгшитгэл нь дараах байдалтай болно.

Жинхэнэ антенны чиглэл ба алдагдлын ашигт хугацааны хүчин зүйл. Хүлээн авах антен нь өгөгдсөн үр дүнтэй нүхтэй байна гэж бодъё（）. Дараа нь энэ антенны хүлээн авсан хүчийг ( ) дараах байдлаар өгнө.

Аливаа антенны үр дүнтэй нүхийг дараахь байдлаар илэрхийлж болно.

Хүлээн авсан хүчийг дараах байдлаар бичиж болно.

Тэгшитгэл 1

Үүнийг Friis Transmission Formula гэж нэрлэдэг. Энэ нь чөлөөт зайны замын алдагдал, антенны ашиг, долгионы уртыг хүлээн авах болон дамжуулах чадвартай холбодог. Энэ бол антенны онолын үндсэн тэгшитгэлүүдийн нэг бөгөөд үүнийг санах нь зүйтэй (мөн дээрх гарал үүсэлтэй).

Friis дамжуулалтын тэгшитгэлийн өөр нэг ашигтай хэлбэрийг тэгшитгэл [2]-д өгсөн болно. Долгионы урт ба давтамж f нь гэрлийн хурдтай холбоотой байдаг c (давтамжийн хуудасны танилцуулгыг үзнэ үү) Бид давтамжийн хувьд Friis дамжуулалтын томьёотой:

Тэгшитгэл 2

Томъёо [2] нь өндөр давтамжтай үед илүү их хүч алддаг болохыг харуулж байна. Энэ бол Фрийсийн дамжуулалтын тэгшитгэлийн үндсэн үр дүн юм. Энэ нь тодорхой олзтой антеннуудын хувьд эрчим хүчний дамжуулалт бага давтамжтай үед хамгийн их байх болно гэсэн үг юм. Хүлээн авсан болон дамжуулж буй эрчим хүчний хоорондох ялгааг замын алдагдал гэж нэрлэдэг. Өөрөөр хэлбэл, Friis Transmission Equation нь өндөр давтамжийн хувьд замын алдагдал өндөр байдаг гэж хэлсэн. Friis Transmission Formula-ийн энэхүү үр дүнгийн ач холбогдлыг үнэлж баршгүй. Ийм учраас гар утаснууд ерөнхийдөө 2 GHz-ээс бага давтамжтайгаар ажилладаг. Илүү өндөр давтамжтай илүү олон давтамжийн спектр байж болох ч үүнтэй холбоотой замын алдагдал нь чанарын хүлээн авалтыг идэвхжүүлэхгүй. Friss Transmission Equation-ийн дараагийн үр дагавар бол танаас 60 GHz антеннуудын талаар асуусан гэж бодъё. Энэ давтамж нь маш өндөр гэдгийг та тэмдэглэж, замын алдагдал нь холын зайн харилцаа холбооны хувьд хэт өндөр байх болно гэж хэлж болох бөгөөд та туйлын зөв байна. Маш өндөр давтамжтай үед (60 ГГц-ийг заримдаа мм (миллиметрийн долгион) муж гэж нэрлэдэг) замын алдагдал маш өндөр байдаг тул зөвхөн нэг цэгээс цэг рүү харилцах боломжтой. Энэ нь хүлээн авагч ба дамжуулагч нь нэг өрөөнд, бие биен рүүгээ харсан үед тохиолддог. Friis Transmission Formula-ийн цаашдын үр дүнд гар утасны операторууд 700MHz давтамжтай шинэ LTE (4G) зурваст баяртай байна гэж та бодож байна уу? Хариулт нь тийм: энэ нь уламжлалт байдлаар ажилладаг антеннуудаас бага давтамж боловч [2] томъёоноос харахад замын алдагдал мөн бага байх болно гэдгийг бид тэмдэглэж байна. Иймээс тэд энэ давтамжийн спектрээр "илүү их газар нутгийг хамрах" боломжтой бөгөөд саяхан Verizon Wireless-ийн захирал яг энэ шалтгаанаар "өндөр чанарын спектр" гэж нэрлэсэн. Хажуугийн тэмдэглэл: Нөгөө талаас гар утас үйлдвэрлэгчид илүү том долгионы урттай антеныг авсаархан төхөөрөмжид (бага давтамж = том долгионы урт) суулгах шаардлагатай тул антен зохион бүтээгчийн ажил арай илүү төвөгтэй болсон!

Эцэст нь, хэрэв антеннуудын туйлшрал таарахгүй бол дээрх хүлээн авсан хүчийг туйлшралын алдагдлын хүчин зүйлээр (PLF) үржүүлж, энэхүү тохиромжгүй байдлыг зөв тооцож болно. Дээрх тэгшитгэлийг [2] өөрчилж, туйлшралын тохиромжгүй байдлыг агуулсан ерөнхий Friis дамжуулалтын томъёог гаргаж болно.