Matematické Fórum

Nevíte-li si rady s jakýmkoliv matematickým problémem, toto místo je pro vás jako dělané.

Nástěnka
!! 17.06.2018 (Jel.) Khanova škola zve nadšence ke spolupráci na překladech návodů pro učitele a rodiče.
! 04.11.2016 (Jel.) Čtete, prosím, před vložení dotazu, děkuji!
17.01.2016 (Jel.) Rok 2016 s novými a novějšími krystaly od kolegy Pavla!
17.01.2016 (Jel.) Nabídka knih z oborů matematiky, fyziky, chemie
23.10.2013 (Jel.) Zkuste před zadáním dotazu použít některý z online-nástrojů, konzultovat použití můžete v sekci CAS.

Nejste přihlášen(a). Přihlásit

  • Hlavní strana
  • » Fyzika
  • » Jaká vlastnost antény určuje vyzařovací diagram a s tím spojený zisk

#1 26. 05. 2020 13:28 — Editoval <h1>dydy</h1> (26. 05. 2020 13:45)

<h1>dydy</h1>
Příspěvky: 118
Reputace:   
 

Jaká vlastnost antény určuje vyzařovací diagram a s tím spojený zisk

Zdravím,tento příklad je spíš z praxe. Zajímala by mě věc, co (jaký konstrukční parametr) určuje vyzařovací diagram antény a  s tím spojený zisk  antény (tím myslím poměr intenzity signálu v směru, kam září nejvýkonněji k intenzitě signálu izotropní antény, jestliže obě dvě vyzařují stejný celkový výkon, nevím jestli tohle se nazývá zisk ).



Pro tohle se musí i určit o jaký druh antény se jedná, jelikož existuje nepřeberně druhů. Mě jde o typ běžné antény pro radio komunikace - prostě rovný kus drátu v plastu, zakončený SMA konektorem (prutová? dipól?). Všude u Wi-Fi routerů vidíme, že jejich  popisu je údaj kolik jejich antény mají zisk třeba 6 dBi (to vím, to znamená, že v směru kde září nejvíc, je signál  2x silnější  než u izotopní -obě o stejným výkonu)... Asi bych to měl nějak přesně definovat, ale zkrátka jde  tu odnímatelnou tyčku. Když se rozkuchá, je tam vidět jen kus drátu. A kde se tedy bere to, že některé mají 1dBi a jiné víc.


Rovnou se zeptám, je  to vše dipól, ale jen se liší délkou ramen? Jaký je pak vztah mezi ziskem oproti teoretickému izotropnímu zářiči ,  směrovostí (to se asi definuje jako 2D/3D úhel, kde vyzařovaný výkon je vyšší než třeba desetina výkonu v maximálním směru, něco jako FWHM). a zda jejich vyzařovací diagram stále 'víceméně' připomíná diagram půlvlnného dipólu, jen  různě  zúžený/natažený v polární souřadnici elevace (théta) -  azimutální souřadnice je nezajímavá, jelikož je to symetrické azimutálně.

Offline

 

#2 26. 05. 2020 15:45

edison
Příspěvky: 2052
Reputace:   40 
 

Re: Jaká vlastnost antény určuje vyzařovací diagram a s tím spojený zisk

Pokud jde o dipól a "jednopólový" zářič:

Zkráceně: Délka a správnost impedančního přizpůsobení.

Napřed extrémy:
1. Dipól zanedbatelný k λ vyzařuje nejvíc kolmo a nevyzařuje v ose (prostě čím víc přijímač "vidí" jeho délku, tím silnější signál má) s rostoucí délkou roste maximum kolmé k ose a rozšiřuje se oblast "skoro nic" okolo osy (při délce limitně 0 je vyzařovací diagram koule s chybějícím limitně blízkým okolím osy).
2. Dipól velký že je λ k němu zanedbatelná, vyzařuje v těsném okolí osy, čím delší, tím blíž. Kolmo vůbec, protože přijímač vidí různé fáze vlny jdoucí po drátě a ty opačné se odečítají.

Mezi těmito extrémy roste hlavní lalok na diagramu, až nad délkou dipólu 1λ se objeví laloky postranní. Při délce 1,25 λ (tzv. maximální dipól) dosáhne hlavní lalok maximálního zisku (3 dB proti půlvlnnému dipólu). Pak začne mizet, až při 1,5, nebo 2λ (už si to nepamatuju) hlavní lalok zaniká a ty postranní se sklánějí k ose.

Když máme zářič s jedním pólem, je to stejné, základní myšlenka je, že dolní půlka je odraz od vodivé roviny, ze které zářič trčí. Ovšem při troše snahy lze 1 drát impedančně přizpůsobit tak, že se chová jako dipól, ale je okolo toho docela kouzlení - např. půlvlnný zářič se dá připojit na nesymetrický výstup s impedancí v řádu kΩ a je z toho pak půlvlnný dipól napájený od konce.

Na uloz.to mají starou knížku Amatérská technika VKV, v ní jsou k tomu hezké grafy, mj. i impedance podle délky, činitel zkrácení a pod.

Offline

 

#3 26. 05. 2020 16:37

MichalAld
Moderátor
Příspěvky: 2987
Reputace:   83 
 

Re: Jaká vlastnost antény určuje vyzařovací diagram a s tím spojený zisk

<h1>dydy</h1> napsal(a):

mají zisk třeba 6 dBi (to vím, to znamená, že v směru kde září nejvíc, je signál  2x silnější  než u izotopní -obě o stejným výkonu)...

Jen pro informaci, je třeba vědět, co myslíme tou "sílou signálu", pokud by to měl být výkon, tak 6dB znamená 4x silnější. Pokud by šlo o intenzitu el. pole E, tak je to těch 2x. Většínou se ale mluví o výkonu...


Dále decibely dbi jsou vztaženy k hypotetickému izotropnímu zářiči (který vyzařuje stejně do všech směrů). Žádná taková anténa ale neexistuje...nejjednodušší zářič je dipól, který má tu tzv. osmičkovou charakteristiku. Tenhleten dipól má ve směru největšího vyzařování už sám o sobě zisk 2.15dBi.

Udávat zisk antény v dBi bývá zvykem tam, kde jde o jednoduché antény (jeden prut či kus drátu). U těch složitějších (jako jsou televizní antény, nebo paraboly satelitů) se to zpravidla udává v dBd - tedy vztaženo k tomu dipólu).

Mít anténu co má méně než 0dBd (tedy méně než těch 2.15 dBi) není žádný velký problém, to musí mít v podstatě skoro každá. Pokud jde o ten vertiální kus drátu ... trochu záleží na jeho délce. Pokud je delší než čtvrdina vlny, dochází (při vhodné délce) k tomu, že nevyzařuje pod tak velkým úhlem jako ten dipól (či přesně čtvrt-vlný vertikál), takže může mít i vyšší zisk - protože tolik výkonu neuniká "nahoru".

Offline

 

#4 05. 06. 2020 07:30 — Editoval <h1>dydy</h1> (07. 06. 2020 14:38)

<h1>dydy</h1>
Příspěvky: 118
Reputace:   
 

Re: Jaká vlastnost antény určuje vyzařovací diagram a s tím spojený zisk

Díky za vydatné odpovědi.
Aha, tak takhle jednoduché - vlastně se parametrizuje délka dipólu. Pokusím se dohledat nějaký vzoreček nebo vizualizaci diagramu v závislosti na typu dipólu. Z toho AmTech nebo jinde.

Daná anténa vypadá takto: jsou to 2 válcové plášťě (délka prvního je tuším 2cm,druhý jsem neměřil, nebyl vidět konec ale od oka asi taky 2cm) jakoby v řadě / nebo jinak: jeden válcový plášť s mezerou uprostřed. Jak je to zapojené uprostřed nevidím, to je přelepené bužírkou. Je možné, že to je prostý dipól (tzn. dolní váleček má první pól pigtailu a horní pól druhý pól)?

Ano myslel jsem výkon, a o rozdílu 3dB vs 6dB  (10 log(x) nebo 10 log(x^2/"Z") ) vím,ale měl jsem pocit, že wavemon
(apt-get install wavemon) používá konvenci 3dB pro 2násobek výkonu...

Takže se podívám na ten 1/2 1/4 a 5/4 dipol,které mají "lokální extrém" /inflexní bod nějaké vyzařovací charakteristiky.



Kdyby to někoho zajímalo pěkný zdroj:


https://www.brown.edu/research/labs/mit … ture25.pdf

(ostatně je možné stáhnout celou sérii)
https://www.brown.edu/research/labs/mit … cture1.pdf
https://www.brown.edu/research/labs/mit … cture2.pdf
...
https://www.brown.edu/research/labs/mit … ture38.pdf
https://www.brown.edu/research/labs/mit … ctur39.pdf

Offline

 
  • Hlavní strana
  • » Fyzika
  • » Jaká vlastnost antény určuje vyzařovací diagram a s tím spojený zisk

Zápatí

Powered by PunBB
© Copyright 2002–2005 Rickard Andersson