Antena6jako czarna skrzynka

background image

Antena, jako czarna
skrzynka

Jedno z trzech spojrzeń na

antenę, którymi Autor chce się

podzielić

ze słuchaczami.

©Piotr Dębicki,
2009

Pozostałe to:

Antena jako transformator

Antena jako promiennik

background image
background image

Antena jako czarna skrzynka

sprzęgająca energię w torze

zasilającym z falą lokalnie płaską w

strefie dalekiej

background image

Od jakiej długości

wydłużonego

przewodu

wewnętrznego

można mówić o

antenie?

Dopasowa

nie

:

Miern

e

Dobre

Doskon

ałe

Najleps

ze

WFS

3.00

2.00

1.92

1.50

1.22

|Γ|= |S

11

|

0.50

0.33

0.32

0.2

0.1

20log|Γ|

[dB]

-6.0

-9.5

-10.0

-14.0

-20.0

|Γ|

2

p

[%]

25.0

11.1

10.0

4.0

1.0

(1-Γ

p

) [dB]

-1.25

-0.511

-0.458

-0.177

-0.043

Tab.1. DOPASOWANIE

ANTENY

Voltage Standing

Wave Ratio

VSWR

Reflection
Coefficient

Retrurn
Loss

Power Reflection

Coefficient [%]

Mismatch Loss

background image

Pasmo pracy
anteny

Określenie pasma pracy anteny jest zależne

od spełnienia określonych oczekiwań przez

szereg parametrów

Δf = B = f

G

– f

D

f

C

= 0.5( f

G

+

f

D

)

f

C

= ( f

G

∙ f

D

)

0.5

Częstotliwość środkowa

Arytmetyczna

Geometryczna

background image

D

G

D

G

C

D

G

C

C

u

f

f

f

f

f

f

f

f

B

f

f

f

2

Względna szerokość pasma

(fractional bandwidth)

D

G

D

G

C

D

G

C

C

u

f

f

f

f

f

f

f

f

B

f

f

f

Arytmetycz
na

Geometrycz
na

Δf

u

[%] = 100%∙Δf / f

C

background image

str

prom

A

R

R

R

str

prom

prom

A

prom

R

R

R

R

R

2



r

A

str

prom

A

jX

R

R

Z

Schemat zastępczy anteny nadawczej

Sprawność
anteny:

Rezystancja
anteny:

Strefa bliska
anteny:

Impedancja
anteny:

background image

Zasada Wzajemności:

W teorii anten dotyczy
a) impedancji anteny
b) charakterystyki
promieniowania

Zapamiętaj:

Impedancja wejściowa anteny

nadawczej Z

A

, określona na

odpowiednio zdefiniowanych zaciskach

anteny

jest identyczna z impedancją tej

samej lub takiej samej anteny

pracującej jako antena odbiorcza, jeśli

zaciski (płaszczyzny odniesienia)

zostały tak samo dobrane.

background image

Schemat zastępczy anteny odbiorczej

Zakładamy, że:

• impedancja wejściowa
odbiornika jest rzeczywista: Z

ODB

= R

ODB

,

• antena jest w rezonansie, tzn.,
jX

A

= 0,

• antena jest bezstratna, tzn., jej
sprawność wynosi 100%.

background image

2



r

2

2L

r

r = f(θ,
φ)

M

M

E

E

f

,

,

,

max

M

M

S

S

,

,

,

F

max

Zapamiętaj:
Charakterystyka promieniowania jest to

znormalizowany rozkład pola f(θ, φ) lub mocy F(θ,
φ) (lub innego parametru) na powierzchni sfery w
strefie dalekiej i najczęściej ilustrowany jest
odpowiednio dobranymi przekrojami powierzchni
r = f(θ, φ) lub r = F(θ, φ). Wartości funkcji f i F są
zawarte pomiędzy 0 i 1, lub w mierze
logarytmicznej od –∞ dB do 0 dB.

Charakterystyka promieniowania

background image
background image
background image
background image
background image
background image
background image

 

,

F

,

,

max

M

M

S

S

 

1

,

f

,

F

2

0

π

4 r

P

S

prom

 

sr

W

P

U

prom

π

4

0

M

M

S

S

,

,

,

F

max

 

Powierzchniowa i kątowa gęstość

mocy,

antena izotropowa

(1.8)

(1.9)

(1.10)

(1.11)

(1.12)

1-sza
definicja:

Kątowa gęstość
mocy:

background image

M

M

M

M

U

U

S

S

,

,

,

,

,

F

max

max

2

0

0

r

S

U

2

.

,

,

r

S

U

(1.13)

(1.14)

(1.15)

Moc promieniowana przez antenę

 

d

d

r

S

SdA

P

A

prom



sin

.

,

2

2

0 0

 

d

d

U

UdΩ

P

Ω

prom



sin

,

2

0 0

(1.16)

(1.17)

2-ga
definicja:

background image

Zysk kierunkowy

(kierunkowość)

0

,

,

U

U

D

prom

P

U

D

,

4

,

 

d

d

U

U

D



sin

,

,

4

,

2

0 0

 

d

d

D



sin

,

F

,

F

4

,

2

0 0

 

d

d

D



sin

,

F

4

2

0 0

max

B

D

4

max

dB

dB

B

3

3

dB

dB

D

3

3

max

4

dB

dB

dB

dB

D

3

3

3

3

2

max

41253

/

180

4

dB

dB

D

3

3

max

32400

(1.19

)

(1.20

)

(1.21

)

(1.22

)

(1.23

)

(1.24

)

(1.25

)

(1.26

)

(1.28

)

(1.27)

background image

M

M

M

M

M

M

D

D

U

U

S

S

,

,

,

,

,

,

,

F

max

max

max

dost

P

U

G

,

4

,

D

G

P

P

R

R

R

R

R

dost

prom

str

prom

prom

A

prom

Zysk energetyczny (zysk)

Sprawność anteny – drugie

podejście

(1.30

)

(1.31

)

(1.29

)

3-cia
definicja:

 

 

 

 

 

M

M

M

M

M

M

M

M

G

G

D

D

U

U

S

S

,

,

,

,

,

,

,

,

,

F

max

max

max

max

4-ta
definicja:

(1.35

)

background image

,

,

'

'

S

P

A

odb

pol

odb

L

S

A

P

,

,

'

'

2

1

2

)

1

(

)

2

(

.

4 r

G

A

P

P

dost

odb

2

1

2

)

1

(

)

2

(

.

4 r

G

A

P

P

dost

odb

)

1

(

)

2

(

)

2

(

)

1

(

dost

odb

dost

odb

P

P

P

P

1

1

2

2

G

A

G

A

Apertura anteny

(1.36

)

(1.37

)

(1.33

)

(1.39

)

(1.38

)

(1.40

)

(1.41

)

background image

4

2

G

A

fizyczna

skuteczna

WA

A

A

W

2

4

A

G

5-ta i ostatnia
definicja F:

Apertura anteny

(1.42

)

(1.44

)

(1.43

)

(1.46

)

(1.47

)

Równanie zasięgu

background image

Temperatura szumów anteny

B

kT

P

sz

dysp

0

background image

Temperatura szumów anteny

background image

Temperatura szumów anteny

Jaka jest temperatura
T

A

?

background image

Temperatura szumów anteny

x

L

T

T

.

1

2

cx

c

cx

c

Z

Z

Z

Z

0

0

T

L

= Є T

x

background image

Temperatura

szumów anteny

background image

Jeśli dla anteny nadawczej, u

1

oznacza część

kątowej gęstości zabsorbowanej przez ciało o
temperaturze T

L1

, u

2

oznacza część kątowej

gęstości

zabsorbowanej

przez

ciało

o temperaturze T

L2

, u

3

oznacza część kątowej

gęstości

zabsorbowanej

przez

ciało

o

temperaturze T

L3

, itd., to po przełączeniu tej

anteny na odbiór, temperatura szumów tej
anteny

T

A

,

określona

na

rezystancji

promieniowania, wyniesie:

.

(1.55)

Oczywiście musi być spełniony warunek: .

Temperatura szumów anteny

3

3

2

2

1

1

.

.

.

L

L

L

A

T

u

T

u

T

u

T

1

i

i

u

background image

Temperatura szumów anteny

 

 

d

d

sin

,

,

F

4

2

0 0

max



L

A

T

D

T

prom

str

prom

A

str

sz

dysp

R

R

R

T

R

T

kB

P

0

1

0

0

T

T

R

R

R

T

R

T

T

A

prom

str

str

prom

A

suma

sz

background image

Dyspersja

Stożkowa

logarytmiczna antena

spiralna

na pasmo 1 – 11 GHz.

Nadano sygnał ok. 1

ns (pasmo 1.5 – 6

GHz). Główny

odebrany impuls do

ok. 2 ns oraz pogłos

trwający następne 2

ns.

Antena planarna

eliptyczna

na pasmo 1.5 – 6 GHz.

Stała długość impulsu

przy transmisji,

bardzo nieduży pogłos.

Zmiana położenia

środka fazowego w

funkcji f

Położenie środka

fazowego stałe


Document Outline


Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Czarna skrzynka w Windows 7 i inne nieznane narzędzia, DOC
11 Czarna skrzynka i parametry h
Dick Philip K Mała czarna skrzynka
199910 nie tylko czarna skrzynk
Philip K Dick Mała czarna skrzynka
Dick Philip K Mała czarna skrzynka
Philip K Dick Mała czarna skrzynka 2
Dick P K Mała czarna skrzynka
Philip Dick Mała Czarna Skrzynka
Zarządzanie skrzynką pocztową IV
SKRZYNIOWY
Odnowienie nat Olsza czarna
Close Quarers Battle Czarna Taktyka
antenas(1)
Czym różni się skrzynia VW 095 od 096, automatyczne skrzynie
Nauka skoku kucznego przez cztery czesci skrzyni, Gimnastyka(1)

więcej podobnych podstron