Antenna Popular Science – Provozní šířka pásma

https://www.whwireless.com/

Odhadem 15 minut do konce čtení

I. Definice a klasifikace

1. Definice: Šířka pásma antény obecně označuje frekvenční rozsah odpovídající tomu, kdy určitý parametr antény (např. zisk, poměr stojatých vln napětí atd.) splňuje specifické požadavky.

2. Klasifikace

Absolutní šířka pásma: Je to skutečný frekvenční rozsah, ve kterém může anténa pracovat. Vzorec pro výpočet je Îf = fmax - fmin, kde fmax je nejvyšší frekvence, na které může anténa pracovat, a fmin je nejnižší frekvence, na které může pracovat anténa.

Relativní šířka pásma**: Vyjadřuje se jako poměr rozdílu mezi horní a dolní mezní frekvencí a střední frekvencí. Vzorec pro výpočet je Relativní šířka pásma = (f_high - f_low) / f_center.

II. Ovlivňující faktory a způsoby reprezentace

1. Ovlivňující faktory: Šířku pásma antény ovlivňují různé faktory, včetně fyzické velikosti, tvaru, materiálu antény a cílů návrhu. Například techniky, jako je použití silnějších kovových drátů, kovových „drátěných klecí“ k přiblížení ještě silnějších kovových drátů, a integrace více antén do jediné součásti, to vše může zvýšit šířku pásma antény.

2. Způsoby reprezentace:

Poměr stojatých vln napětí (VSWR) Podmínka: Za podmínky, že poměr stojatých vln napětí VSWR ⤠1,5, se šířka pásma provozních frekvencí antény nazývá šířka pásma antény. Toto je běžně používaná definice v mobilních komunikačních systémech.

Podmínka poklesu zisku: Šířka frekvenčního pásma, ve které zisk antény klesne o 3 decibely, se také nazývá šířka pásma antény. Tato metoda znázornění se zaměřuje na charakteristiku zisku antény měnící se s frekvencí.

III. Praktické aplikace a význam

1. Praktické aplikace: V komunikačních systémech je výběr šířky pásma antény rozhodující pro výkon systému. Pokud je šířka pásma antény příliš malá, nemusí být schopna pokrýt požadovaný frekvenční rozsah komunikace, což může mít za následek snížení kvality komunikace nebo selhání navázání komunikačního spojení. Při výběru antény je proto třeba komplexně zvážit faktory, jako je frekvenční rozsah komunikace, požadavky na šířku pásma a anténavýkon systému.

2. Význam: Šířka pásma antény je jedním z důležitých ukazatelů pro měření výkonu antény. Určuje vyzařovací a přijímací schopnosti antény na různých frekvencích a má velký význam pro zajištění stability a spolehlivosti komunikačního systému.

Typy šířky pásma antény

I. Absolutní šířka pásma

1. Definice: Absolutní šířka pásma se týká skutečného frekvenčního rozsahu, ve kterém může anténa pracovat, to znamená rozdílu mezi nejvyšší frekvencí a nejnižší frekvencí, když ukazatele výkonu antény (jako je poměr stojatých vln napětí, zisk atd.) splňovat specifické požadavky. Výpočtový vzorec je: B = fh - fl, kde fh je nejvyšší frekvence v rámci šířky pásma a fl je nejnižší frekvence v rámci šířky pásma.

2. Charakteristika: Absolutní šířka pásma přímo odráží velikost frekvenčního rozsahu, který může anténa pokrýt, a je intuitivním způsobem, jak znázornit šířku pásma antény.

II. Relativní šířka pásma

1. Definice: Relativní šířka pásma je vyjádřena jako poměr rozdílu mezi nejvyšší a nejnižší frekvencí, na které může anténa pracovat, ke střední frekvenci. Vzorec pro výpočet je: Br = (fh - fl) / f0 Ã 100 %, kde fh je nejvyšší frekvence v rámci šířky pásma, fl je nejnižší frekvence v rámci šířky pásma a f0 je střední frekvence.

2. Charakteristika:

- Protože relativní šířka pásma zohledňuje střední frekvenci provozu antény, může přesněji odrážet změny výkonu antény na různých frekvencích.

– Podle velikosti relativní šířky pásma lze antény rozdělit na úzkopásmové antény, širokopásmové antény a ultraširokopásmové antény. Obecně se antény s relativní šířkou pásma menší než 10 % nazývají úzkopásmové antény a antény s relativní šířkou pásma větší než 20 % se nazývají širokopásmové antény. Širokopásmové antény lze také přímo reprezentovat poměrem fh k fl. Antény s fh/fl větší než 2:1 se nazývají širokopásmové antény. Pokud je fh/fl větší než 3:1, lze je nazývat velmi širokopásmové antény. Pro fh/fl větší než 10:1 se obvykle nazývají ultra širokopásmové antény. Také se říká, že relativní šířka pásma u úzkopásmových antén je menší než 1 %, u širokopásmových antén mezi 1 % a 25 % a u ultra širokopásmových antén je větší než 25 % .

III. Jiné způsoby reprezentace

Kromě absolutní šířky pásma a relativní šířky pásma může být šířka pásma antény reprezentována také poměrovou šířkou pásma, tj. poměrem horní a dolní mezní frekvence (fh:fl). Tato metoda reprezentace se však používá méně často než absolutní šířka pásma a relativní šířka pásma.

https://www.whwireless.com/