Apakah parameter prestasi elektrik antena komunikasi?

Parameter prestasi elektrik antena komunikasi merupakan petunjuk utama yang digunakan untuk menilai keupayaan penghantaran isyarat, kecekapan sinaran dan prestasi pemadanan impedans. Secara amnya, ia boleh dikelaskan seperti berikut:

1. Frekuensi Operasi dan Lebar Jalur Operasi

Lebar jalur antena merujuk kepada julat frekuensi yang mana semua keperluan prestasi antena yang dinyatakan dipenuhi. Frekuensi operasi merujuk kepada semua frekuensi dalam lebar jalur antena.

Oleh kerana lebar jalur operasi dikekang oleh pelbagai parameter prestasi, lebar jalur paling sempit antaranya harus diambil sebagai lebar jalur berkesan. Bagi antena terbina dalam, lebar jalur yang dihadkan oleh faktor seperti lebar jalur corak sinaran dan lebar jalur pengkutuban biasanya lebih lebar daripada lebar jalur impedans. Kriteria kasar yang biasa digunakan ialah julat frekuensi di mana nisbah gelombang berdiri voltan (VSWR) kekal di bawah had yang ditentukan.

2. Nisbah Gelombang Tetap Voltan (VSWR)

Apabila impedans input antena tidak sepadan dengan impedans ciri talian penghantaran (iaitu, ketidakpadanan berlaku), sebahagian daripada kuasa input akan dipantulkan kembali. Nisbah gelombang berdiri voltan (VSWR) ialah parameter penting yang mencerminkan hubungan antara kuasa datang dan kuasa yang dipantulkan.

VSWR berkaitan dengan impedans input antena. Dalam beberapa kes, kehilangan pulangan (RL) atau pekali pantulan (Γ) digunakan sebaliknya; ketiga-tiganya menggambarkan ciri yang sama. Hubungan mereka adalah seperti berikut:

Di mana:

(P^-) ialah kuasa pantulan

(P^+) ialah kuasa tuju

(Z_L) ialah impedans input antena

(Z_0) ialah impedans ciri talian penghantaran

(U^+) ialah voltan tuju

(U^-) ialah voltan pantulan

3. Hubungan Penukaran Logaritma antara Kerugian Pulangan, VSWR dan Pekali Pantulan

Kerugian pulangan, VSWR dan pekali pantulan adalah perwakilan berbeza bagi prestasi pemadanan impedans dan boleh ditukar secara logaritma menggunakan formula di atas.

4. Impedans Input

Impedans input ialah impedans yang dibentangkan pada terminal input antena. Impedans input antena hendaklah dipadankan dengan impedans ciri talian penghantaran dan penyambung. Bagi antena stesen pangkalan komunikasi mudah alih, impedans input nominal biasanya 50 Ω, yang bermaksud impedans ciri talian penghantaran dan penyambung juga hendaklah 50 Ω.

5. Keuntungan

Gain antena mewakili kesan gabungan arah sinaran dan kecekapan penukaran tenaga. Ia ditentukan oleh dua faktor utama: arah sinaran dan kecekapan sinaran.

Gain biasanya dinyatakan dalam desibel (dB). Desibel ialah perwakilan logaritma bagi nisbah:

Sebagai contoh:

Unit dBi mewakili gandaan relatif kepada radiator isotropik yang ideal. Dalam beberapa kes, dBd digunakan, yang mewakili gandaan relatif kepada dipol separuh gelombang. Hubungan penukaran ialah:

Sebagai contoh:

6. Corak Sinaran

Corak sinaran ialah gambaran grafik tentang bagaimana ketumpatan kuasa sinaran atau kekuatan medan berubah mengikut arah ruang. Corak sinaran merangkumi corak satah mendatar dan corak satah menegak.

Banyak ciri antena boleh diperhatikan daripada corak sinaran, seperti sama ada antena itu omnidirectional atau berarah, lebar pancaran, sudut condong ke bawah, pengisian nol dan penindasan cuping sisi. Untuk meningkatkan prestasi sinaran, pengoptimuman corak sinaran merupakan bahagian penting dalam reka bentuk antena.

Corak sinaran 3D menggambarkan taburan isyarat keseluruhan di angkasa lepas dan membolehkan pemerhatian kekuatan isyarat dalam semua arah.

Corak sinaran 2D biasanya diperoleh dengan menghiris corak 3D di sepanjang satah XY, YZ dan XZ, memberikan penilaian kuantitatif bagi taburan kekuatan isyarat dalam satah ini.