1. ¿Qué es la antena?
Como todos sabemos, hay todo tipo de wdispositivos de comunicación inalámbricaen nuestras vidas, como el enlace descendente de vídeo de drones,enlace inalámbrico para robot, sistema de malla digitaly estos sistemas de transmisión de radio utilizan ondas de radio para transmitir de forma inalámbrica información como video, voz y datos.Una antena es un dispositivo que se utiliza para irradiar y recibir ondas de radio.
2.Ancho de banda de la antena
Cuando cambia la frecuencia de funcionamiento de la antena, el grado de cambio de los parámetros eléctricos relevantes de la antena está dentro del rango permitido.El rango de frecuencia permitido en este momento es el ancho de banda de frecuencia de la antena, generalmente denominado ancho de banda.Cualquier antena tiene un determinado ancho de banda operativo y no tiene ningún efecto correspondiente fuera de esta banda de frecuencia.
Ancho de banda absoluto: ABW=fmax - fmin
Ancho de banda relativo: FBW=(fmax - fmin)/f0×100%
f0=1/2(fmax + fmin) es la frecuencia central
Cuando la antena funciona en la frecuencia central, la relación de onda estacionaria es la más pequeña y la eficiencia es la más alta.
Por lo tanto, la fórmula del ancho de banda relativo generalmente se expresa como: FBW=2(fmax- fmin)/(fmax+ fmin)
Debido a que el ancho de banda de la antena es el rango de frecuencia operativa donde uno o algunos de los parámetros de rendimiento eléctrico de la antena cumplen con los requisitos, se pueden usar diferentes parámetros eléctricos para medir el ancho de banda de frecuencia.Por ejemplo, el ancho de banda de frecuencia correspondiente al ancho del lóbulo de 3 dB (el ancho del lóbulo se refiere al ángulo entre dos puntos donde la intensidad de la radiación disminuye en 3 dB, es decir, la densidad de potencia disminuye a la mitad, en ambos lados de la dirección máxima de radiación del lóbulo principal), y el ancho de banda de frecuencia donde la relación de onda estacionaria cumple ciertos requisitos.Entre ellos, el más utilizado es el ancho de banda medido por la relación de onda estacionaria.
3.La relación entre la frecuencia de funcionamiento y el tamaño de la antena.
En el mismo medio, la velocidad de propagación de las ondas electromagnéticas es cierta (igual a la velocidad de la luz en el vacío, registrada como c≈3×108m/s).Según c = λf, se puede ver que la longitud de onda es inversamente proporcional a la frecuencia, y las dos son la única relación correspondiente.
La longitud de la antena es directamente proporcional a la longitud de onda e inversamente proporcional a la frecuencia.Es decir, cuanto mayor es la frecuencia, más corta es la longitud de onda y más corta se puede hacer la antena.Por supuesto, la longitud de la antena no suele ser igual a una longitud de onda, sino que suele ser 1/4 de longitud de onda o 1/2 longitud de onda (generalmente se utiliza la longitud de onda correspondiente a la frecuencia operativa central).Porque cuando la longitud de un conductor es un múltiplo entero de 1/4 de longitud de onda, el conductor exhibe características de resonancia a la frecuencia de esa longitud de onda.Cuando la longitud del conductor es 1/4 de longitud de onda, tiene características de resonancia en serie, y cuando la longitud del conductor es 1/2 longitud de onda, tiene características de resonancia en paralelo.En este estado de resonancia, la antena irradia fuertemente y la eficiencia de conversión de transmisión y recepción es alta.Aunque la radiación del oscilador excede la mitad de la longitud de onda, la radiación seguirá aumentando, pero la radiación antifase de la porción excedente producirá un efecto de cancelación, por lo que el efecto de radiación general se ve comprometido.Por lo tanto, las antenas comunes utilizan la unidad de longitud del oscilador de 1/4 de longitud de onda o 1/2 de longitud de onda.Entre ellas, la antena de 1/4 de longitud de onda utiliza principalmente la tierra como espejo en lugar de la antena de media onda.
La antena de 1/4 de longitud de onda puede lograr una relación de onda estacionaria y un efecto de uso ideales ajustando la matriz y, al mismo tiempo, puede ahorrar espacio de instalación.Sin embargo, las antenas de esta longitud suelen tener una ganancia baja y no pueden satisfacer las necesidades de ciertos escenarios de transmisión de alta ganancia.En este caso se suelen utilizar antenas de 1/2 longitud de onda.
Además, se ha demostrado en teoría y práctica que el conjunto de longitud de onda de 5/8 (esta longitud está cerca de 1/2 longitud de onda pero tiene una radiación más fuerte que 1/2 longitud de onda) o el conjunto de acortamiento de carga de longitud de onda de 5/8 (hay También se puede diseñar o seleccionar una bobina de carga a la mitad de la distancia de longitud de onda desde la parte superior de la antena) para obtener una antena rentable y de mayor ganancia.
Se puede ver que cuando conocemos la frecuencia de operación de la antena, podemos calcular la longitud de onda correspondiente y luego, combinada con la teoría de la línea de transmisión, las condiciones del espacio de instalación y los requisitos de ganancia de transmisión, podemos conocer aproximadamente la longitud adecuada de la antena requerida. .
Hora de publicación: 13 de octubre de 2023
