Lajme - Teoria e Antenave – Parametrat Bazë

Ky kapitull prezanton parametrat themelorë të komunikimit pa tel, me qëllim që të ofrojë një kuptim më të mirë të rolit të antenave në sistemet e komunikimit. Komunikimi pa tel kryhet në formën e valëve elektromagnetike, duke e bërë thelbësore kuptimin e karakteristikave të përhapjes së valëve.

Në këtë kapitull do të diskutojmë parametrat e mëposhtëm:

• Frekuenca
•Gjatësia e valës
• Përputhja e Impedancës
• VSWR dhe Fuqia e Reflektuar
• Gjerësia e brezit
• Përqindja e Gjerësisë së Bandwidth-it
• Intensiteti i Rrezatimit

Tani, le t'i hedhim një vështrim të detajuar atyre.

Frekuenca:

Sipas përkufizimit standard, frekuenca është numri i përsëritjeve të një vale për njësi të kohës. Me fjalë të thjeshta, frekuenca përshkruan se sa shpesh ndodh një ngjarje. Një valë periodike përsëritet çdo T sekonda (një periudhë) dhe frekuenca e saj është e kundërta e periudhës kohore T.

Matematikisht, duket si më poshtë:

$$f = \frac{1}{T}$$

•F përfaqëson frekuencën e një vale periodike, ndërsa

•T është koha e nevojshme për të përfunduar një cikël të plotë.

Frekuenca matet në herc, shkurt Hz.

Figura më sipër ilustron një valë sinusoidale, duke paraqitur tensionin (në mV) si një funksion të kohës (në ms). Kjo formë vale përsëritet çdo 2t milisekonda; prandaj, periudha e saj T = 2t ms, dhe frekuenca e saj f = 1/(2t) kHz.

Gjatësia e valës:

Sipas përkufizimit standard, distanca midis dy majave ose dy lugëve të njëpasnjëshme quhet gjatësi vale.

Thënë thjesht, gjatësia e valës është distanca midis dy majave pozitive ngjitur ose dy majave negative ngjitur. Figura më poshtë tregon një formë vale periodike, me gjatësinë e valës (λ) dhe amplitudën e shënuar. Sa më e lartë të jetë frekuenca, aq më e shkurtër është gjatësia e valës dhe anasjelltas.

Formula për gjatësinë e valës është:

$$\lambda = \frac{c}{f}$$

•λ përfaqëson gjatësinë e valës

•C është shpejtësia e dritës ($3 \x10^8$ metra për sekondë)

•F është frekuenca

Gjatësia e valës λ shprehet në njësi gjatësie, të tilla si metra, këmbë ose inç. Njësia që përdoret zakonisht është metri.

Përputhja e Impedancës:

Sipas përkufizimit standard, përputhja e impedancës ndodh kur impedanca e transmetuesit është afërsisht e barabartë me impedancën e marrësit.

Kërkohet përputhja e impedancës midis antenës dhe qarkut. Impedancat e antenës, linjës së transmetimit dhe qarkut duhet të përputhen për të arritur transferimin maksimal të fuqisë midis antenës dhe marrësit ose transmetuesit.

Domosdoshmëria e Përputhjes
Pajisjet rezonante janë të afta të japin dalje optimale brenda frekuencave të caktuara me brez të ngushtë. Si një pajisje rezonante, një antenë mund të arrijë performancë më të mirë daljeje kur impedanca e saj përputhet siç duhet.

• Kur impedanca e antenës përputhet me impedancën e hapësirës së lirë, fuqia e rrezatuar nga antena do të transmetohet në mënyrë efektive.

• Për një antenë marrëse, impedanca e saj dalëse duhet të përputhet me impedancën hyrëse të qarkut të amplifikatorit marrës

• Për një antenë transmetuese, impedanca e saj hyrëse duhet të përputhet me impedancën dalëse të amplifikatorit transmetues, si dhe me impedancën karakteristike të linjës së transmetimit.

Impedanca matet në ohmë, e shënuar me simbolin Z.

VSWR dhe Fuqia e Reflektuar:

Sipas përkufizimit standard, raporti i tensionit maksimal me tensionin minimal në një valë në këmbë quhet raporti i valës në këmbë të tensionit (VSWR).

Kur impedancat e antenës, linjës së transmetimit dhe qarkut nuk përputhen, energjia nuk mund të rrezatohet në mënyrë efektive; në vend të kësaj, një pjesë e energjisë reflektohet mbrapsht.

Karakteristikat kryesore janë —

• Parametri që tregon shkallën e mospërputhjes së impedancës quhet Raporti i Valës së Qëndrueshme të Tensionit (VSWR)

•VSWR qëndron për Raportin e Valës së Qëndrueshme të Tensionit dhe zakonisht quhet edhe SWR

• Sa më e madhe të jetë mospërputhja e impedancës, aq më e lartë është vlera e VSWR-së

• Për të arritur rrezatim efektiv, vlera ideale e VSWR është 1:1

• Fuqia e reflektuar i referohet pjesës së fuqisë së drejtpërdrejtë që shpërdorohet. Fuqia e reflektuar dhe VSWR në thelb përshkruajnë të njëjtin fenomen fizik nga perspektiva të ndryshme.

Gjerësia e brezit:

Sipas përkufizimit standard, brezi i frekuencës brenda një diapazoni të caktuar gjatësi vale të caktuar të ndarë për një komunikim të caktuar quhet brez i gjerë.

Kur një sinjal transmetohet ose merret, ai vepron brenda një diapazoni të caktuar frekuencash. Ky diapazon specifik frekuencash i caktohet një sinjali të caktuar për të parandaluar ndërhyrjen nga sinjale të tjera gjatë transmetimit.

• Gjerësia e brezit i referohet diapazonit të frekuencave midis kufijve të frekuencës së lartë dhe të frekuencës së ulët të një transmetimi sinjali

• Pasi ndahet bandwidth-i, ai nuk mund të përdoret nga të tjerët

• I gjithë spektri është i ndarë në segmente të gjerësisë së brezit, secili i caktuar transmetuesve të ndryshëm

Gjerësia e brezit që sapo diskutuam mund të quhet edhe gjerësi e brezit absolut.

Përqindja e Bandwidth:

Sipas përkufizimit standard, raporti i gjerësisë absolute të brezit me frekuencën e tij qendrore quhet përqindje e gjerësisë së brezit.

Frekuenca brenda një brezi në të cilin forca e sinjalit arrin maksimumin quhet frekuencë rezonante, e njohur edhe si frekuenca qendrore e brezit, e shënuar si fC.

• Frekuencat më të larta dhe më të ulëta të brezit shënohen përkatësisht si fH dhe fL

• Gjerësia absolute e brezit jepet nga fH − fL

• Për të vlerësuar gjerësinë e një brezi frekuencor, është e nevojshme të llogaritet gjerësia e brezit të tij fraksional ose përqindja e gjerësisë së brezit.

Gjerësia e brezit të përpjesëtuar llogaritet për të kuptuar diapazonin e ndryshimeve të frekuencës që një komponent ose sistem mund të trajtojë.

•fH tregon frekuencën më të lartë

•fL tregon frekuencën më të ulët

•fc tregon frekuencën qendrore

Sa më i madh të jetë përqindja e gjerësisë së brezit, aq më i gjerë është gjerësia e brezit të kanalit.

Intensiteti i rrezatimit:

Intensiteti i rrezatimit përcaktohet si fuqia e rrezatuar për njësi të këndit të ngurtë.

Një antenë rrezaton më intensivisht në drejtime të caktuara, të cilat korrespondojnë me intensitetin maksimal të rrezatimit të saj. Diapazoni maksimal i mundshëm i rrezatimit karakterizohet nga intensiteti i rrezatimit.

Shprehje Matematikore
Intensiteti i rrezatimit merret duke shumëzuar dendësinë e fuqisë së rrezatuar me katrorin e distancës radiale: