To poglavje predstavlja temeljne parametre brezžične komunikacije z namenom boljšega razumevanja vloge anten v komunikacijskih sistemih. Brezžična komunikacija poteka v obliki elektromagnetnih valov, zato je bistveno razumeti značilnosti širjenja valov.
V tem poglavju bomo obravnavali naslednje parametre:
• Frekvenca
• Valovna dolžina
• Usklajevanje impedance
• VSWR in odbita moč
• Pasovna širina
• Odstotek pasovne širine
• Intenzivnost sevanja
Zdaj pa si jih podrobneje oglejmo.
Pogostost:
Po standardni definiciji je frekvenca število ponovitev vala na časovno enoto. Preprosto povedano, frekvenca opisuje, kako pogosto se dogodek zgodi. Periodični val se ponovi vsakih T sekund (eno obdobje), njegova frekvenca pa je recipročna vrednost časovnega obdobja T.
Matematično je videti takole:
$$f = \frac{1}{T}$$
• F predstavlja frekvenco periodičnega vala, medtem ko
•T je čas, potreben za dokončanje enega celotnega cikla.
Frekvenca se meri v hercih, skrajšano Hz.
Zgornja slika prikazuje sinusni val, ki prikazuje napetost (v mV) kot funkcijo časa (v ms). Ta valovna oblika se ponavlja vsakih 2t milisekund; zato je njena perioda T = 2t ms, njena frekvenca f = 1/(2t) kHz.
Valovna dolžina:
Po standardni definiciji se razdalja med dvema zaporednima vrhovoma ali dvema zaporednima dolinama imenuje valovna dolžina.
Preprosto povedano, valovna dolžina je razdalja med dvema sosednjima pozitivnima vrhovoma ali dvema sosednjima negativnima vrhovoma. Spodnja slika prikazuje periodično valovno obliko z označeno valovno dolžino (λ) in amplitudo. Višja kot je frekvenca, krajša je valovna dolžina in obratno.
Formula za valovno dolžino je:
$$\lambda = \frac{c}{f}$$
•λ predstavlja valovno dolžino
•C je hitrost svetlobe ($3 \krat 10^8$ metrov na sekundo)
• F je frekvenca
Valovna dolžina λ je izražena v dolžinskih enotah, kot so metri, čevlji ali palci. Najpogosteje uporabljena enota je meter.
Usklajevanje impedance:
Po standardni definiciji se impedančno ujemanje zgodi, ko je impedanca oddajnika približno enaka impedanci sprejemnika.
Med anteno in vezjem je potrebno uskladiti impedanco. Impedance antene, daljnovoda in vezja morajo biti usklajene, da se doseže maksimalen prenos moči med anteno in sprejemnikom ali oddajnikom.
Nujnost ujemanja
Resonančne naprave lahko zagotavljajo optimalen izhod znotraj določenih ozkopasovnih frekvenc. Kot resonančna naprava lahko antena doseže boljšo izhodno zmogljivost, če je njena impedanca pravilno usklajena.
• Ko se impedanca antene ujema z impedanco prostega prostora, se bo moč, ki jo seva antena, učinkovito prenašala
• Izhodna impedanca sprejemne antene se mora ujemati z vhodno impedanco sprejemnega ojačevalnega vezja.
• Pri oddajni anteni se mora vhodna impedanca ujemati z izhodno impedanco oddajnega ojačevalnika in karakteristično impedanco daljnovoda.
Impedanca se meri v ohmih, označena s simbolom Z.
VSWR in odbita moč:
Po standardni definiciji se razmerje med največjo napetostjo in minimalno napetostjo v stoječem valu imenuje razmerje stoječega vala napetosti (VSWR).
Ko so impedance antene, daljnovoda in vezja neusklajene, moči ni mogoče učinkovito sevati; namesto tega se del moči odbije nazaj.
Glavne značilnosti so —
• Parameter, ki označuje stopnjo neusklajenosti impedance, se imenuje razmerje stoječih valov napetosti (VSWR)
• VSWR je kratica za razmerje stoječih valov pri napetosti in se pogosto imenuje tudi SWR
• Večja kot je impedančna neusklajenost, višja je vrednost VSWR
• Za doseganje učinkovitega sevanja je idealna vrednost VSWR 1:1
• Odbita moč se nanaša na del preusmerjene moči, ki se izgubi. Odbita moč in VSWR v bistvu opisujeta isti fizikalni pojav z različnih zornih kotov.
Pasovna širina:
V skladu s standardno definicijo se frekvenčni pas znotraj določenega valovnega območja, dodeljenega za določeno komunikacijo, imenuje pasovna širina.
Ko se signal oddaja ali sprejema, deluje znotraj določenega frekvenčnega območja. To specifično frekvenčno območje je dodeljeno določenemu signalu, da se preprečijo motnje drugih signalov med prenosom.
• Pasovna širina se nanaša na frekvenčno območje med visokofrekvenčno in nizkofrekvenčno mejo prenosa signala
• Ko je pasovna širina dodeljena, je drugi ne morejo uporabljati
• Celoten spekter je razdeljen na segmente pasovne širine, od katerih je vsak dodeljen različnim oddajnikom
Pasovno širino, o kateri smo pravkar razpravljali, lahko imenujemo tudi absolutna pasovna širina.
Odstotek pasovne širine:
Po standardni definiciji se razmerje med absolutno pasovno širino in njeno osrednjo frekvenco imenuje odstotek pasovne širine.
Frekvenca znotraj pasu, pri kateri moč signala doseže svoj maksimum, se imenuje resonančna frekvenca, znana tudi kot osrednja frekvenca pasu, označena kot fC.
• Višja in nižja frekvenca pasu sta označeni kot fH in fL.
• Absolutna pasovna širina je podana z fH − fL
• Za oceno širine frekvenčnega pasu je treba izračunati njegovo delno pasovno širino ali odstotek pasovne širine
Odstotek pasovne širine se izračuna za razumevanje obsega frekvenčnih sprememb, ki jih komponenta ali sistem lahko obvladuje.
•fH označuje višjo frekvenco
•fL označuje nižjo frekvenco
•fc označuje srednjo frekvenco
Večji kot je odstotek pasovne širine, širša je pasovna širina kanala.
Intenzivnost sevanja:
Intenzivnost sevanja je definirana kot moč, ki seva na enoto prostorskega kota.
Antena seva intenzivneje v določenih smereh, ki ustrezajo njeni največji intenzivnosti sevanja. Največji možni doseg sevanja je značilen po intenzivnosti sevanja.
Matematični izraz
Intenzivnost sevanja se izračuna tako, da se gostota sevane moči pomnoži s kvadratom radialne razdalje:
Kjer je U intenzivnost sevanja, r radialna razdalja in （Wrad） gostota sevane moči.
• U predstavlja intenzivnost sevanja
•r predstavlja radialno razdaljo
• Wrad predstavlja gostoto sevane moči
Zgornja enačba izraža intenzivnost sevanja antene. Radialna razdalja je včasih označena s simbolom Φ.
Enota za intenzivnost sevanja je vati na steradian (W/sr) ali vati na kvadratni radian (W/rad²).
Če želite izvedeti več o antenah, obiščite:
Čas objave: 26. marec 2026
