İletişim antenlerinin elektriksel performans parametreleri nelerdir?

İletişim antenlerinin elektriksel performans parametreleri, sinyal iletim kapasitesini, radyasyon verimliliğini ve empedans eşleştirme performansını değerlendirmek için kullanılan temel göstergelerdir. Bunlar genel olarak aşağıdaki gibi sınıflandırılabilir:

1. Çalışma Frekansı ve Çalışma Bant Genişliği

Bir antenin bant genişliği, belirtilen tüm anten performans gereksinimlerinin karşılandığı frekans aralığını ifade eder. Çalışma frekansı ise antenin bant genişliği içindeki tüm frekansları ifade eder.

Çalışma bant genişliği birden fazla performans parametresiyle sınırlı olduğundan, bunlar arasından en dar bant genişliği etkin bant genişliği olarak alınmalıdır. Dahili antenler için, radyasyon deseni bant genişliği ve polarizasyon bant genişliği gibi faktörlerle sınırlı bant genişlikleri genellikle empedans bant genişliğinden daha geniştir. Yaygın olarak kullanılan kaba bir kriter, gerilim duran dalga oranının (VSWR) belirtilen bir sınırın altında kaldığı frekans aralığıdır.

2. Gerilim Durgun Dalga Oranı (VSWR)

Antenin giriş empedansı, iletim hattının karakteristik empedansı ile eşleşmediğinde (yani uyumsuzluk oluştuğunda), giriş gücünün bir kısmı geri yansıtılır. Gerilim duran dalga oranı (VSWR), gelen güç ile yansıyan güç arasındaki ilişkiyi yansıtan önemli bir parametredir.

VSWR, anten giriş empedansı ile ilişkilidir. Bazı durumlarda bunun yerine geri dönüş kaybı (RL) veya yansıma katsayısı (Γ) kullanılır; üçü de aynı özelliği tanımlar. Aralarındaki ilişkiler şu şekildedir:

Nerede:

(P^-) yansıyan güçtür.

(P^+) gelen güçtür.

(Z_L) anten giriş empedansıdır.

(Z_0), iletim hattının karakteristik empedansıdır.

(U^+) gelen gerilimdir.

(U^-) yansıyan voltajdır.

3. Geri Dönüş Kaybı, VSWR ve Yansıma Katsayısı Arasındaki Logaritmik Dönüşüm İlişkileri

Geri dönüş kaybı, VSWR ve yansıma katsayısı, empedans eşleştirme performansının farklı gösterimleridir ve yukarıdaki formüller kullanılarak logaritmik olarak dönüştürülebilirler.

4. Giriş Empedansı

Giriş empedansı, anten giriş terminallerinde oluşan empedanstır. Anten giriş empedansı, iletim hattının ve konektörlerin karakteristik empedansına uygun olmalıdır. Mobil iletişim baz istasyonu antenleri için nominal giriş empedansı tipik olarak 50 Ω'dur; bu da iletim hattının ve konektörlerin karakteristik empedansının da 50 Ω olması gerektiği anlamına gelir.

5. Kazanç

Anten kazancı, radyasyon yönlülüğü ve enerji dönüşüm verimliliğinin birleşik etkisini temsil eder. Bu kazanç, iki ana faktör tarafından belirlenir: radyasyon yönlülüğü ve radyasyon verimliliği.

Kazanç genellikle desibel (dB) cinsinden ifade edilir. Desibel, bir oranın logaritmik gösterimidir:

Örneğin:

dBi birimi, ideal izotropik bir radyatöre göre kazancı temsil eder. Bazı durumlarda, yarım dalga dipolüne göre kazancı temsil eden dBd kullanılır. Dönüşüm ilişkisi şu şekildedir:

Örneğin:

6. Radyasyon Deseni

Radyasyon deseni, yayılan güç yoğunluğunun veya alan şiddetinin uzamsal yöne göre nasıl değiştiğinin grafiksel bir gösterimidir. Radyasyon desenleri, yatay düzlem desenleri ve dikey düzlem desenleri olmak üzere ikiye ayrılır.

Antenin çok yönlü mü yoksa yönlü mü olduğu, ışın genişliği, eğim açısı, boşluk doldurma ve yan lob bastırma gibi birçok anten özelliği, radyasyon deseninden gözlemlenebilir. Radyasyon performansını artırmak için, radyasyon deseni optimizasyonu anten tasarımının önemli bir parçasıdır.

Üç boyutlu bir radyasyon deseni, sinyalin uzaydaki genel dağılımını gösterir ve sinyal gücünün her yönde gözlemlenmesine olanak tanır.

Tipik olarak, 3 boyutlu radyasyon deseni XY, YZ ve XZ düzlemleri boyunca dilimlenerek 2 boyutlu bir radyasyon deseni elde edilir ve bu düzlemlerdeki sinyal gücü dağılımının nicel değerlendirmesini sağlar.