Tin tức
Kiến thức cơ bản về đo lường anten
Dự kiến 25 phút để đọc xong
Kiến thức cơ bản về đo lường anten liên quan đến nhiều khía cạnh, bao gồm chức năng ăng-ten, thông số hiệu suất, phương pháp đo lường và môi trường thử nghiệm. Sau đây là chi tiết giải thích kiến thức cơ bản về đo ăng-ten:
1ã Chức năng của ăng-ten
Ăng-ten là thành phần chính của không dây hệ thống thông tin liên lạc và các chức năng chính của nó bao gồm:
Bức xạ định hướng hoặc thu sóng vô tuyến tín hiệu sóng: Ở trạng thái truyền, ăng-ten chuyển đổi tần số cao năng lượng điện từ trong đường truyền thành sóng điện từ trong không gian trống; Ở trạng thái thu, sóng điện từ trong không gian tự do chuyển hóa thành năng lượng điện từ tần số cao trên đường truyền.
Chuyển đổi năng lượng: Anten cần chuyển đổi hiệu quả năng lượng sóng dẫn truyền được truyền bởi hệ thống cấp nguồn thành năng lượng sóng điện từ hoặc chuyển đổi sóng điện từ nhận được năng lượng thành tín hiệu hiện tại.
⢠Tính định hướng: Anten có thể phát ra hoặc nhận sóng điện từ một cách định hướng, tập trung chúng vào theo hướng mong muốn nhiều nhất có thể.
Phân cực: Ăng-ten phải có khả năng phát ra hoặc nhận sóng điện từ có độ phân cực xác định.
2ã Hiệu suất thông số của anten
Các thông số hoạt động của anten là những chỉ số quan trọng để đo lường hiệu quả hoạt động của nó, chủ yếu bao gồm:
Độ lợi: Đề cập đến khả năng của ăng-ten để khuếch đại tín hiệu nhận được, thường liên quan chặt chẽ đến tính định hướng.
Tính định hướng: Mô tả bức xạ cường độ công suất của ăng-ten theo một hướng cụ thể so với cường độ công suất của nó trạng thái bức xạ đa hướng.
Hiệu quả: bao gồm bức xạ ăng-ten hiệu quả và hiệu quả tổng thể, trong đó trước đây có tính đến tổn hao ăng-ten và cái sau xem xét các tổn thất tổng thể như dây dẫn và chất điện môi tổn thất của ăng-ten.
Trở kháng: Tỉ số giữa điện áp và dòng điện tại đầu vào ăng ten, là tải của hệ thống cấp nguồn và yêu cầu phối hợp trở kháng tốt với hệ thống cấp nguồn.
Tỷ lệ sóng đứng (VSWR): phản ánh mức độ phù hợp giữa ăng-ten và hệ thống thu sóng.
Phân cực: Phương pháp phân cực bằng mà ăng-ten phát ra hoặc nhận sóng điện từ.
Dải tần hoạt động: Tần số phạm vi mà ăng-ten có thể hoạt động bình thường.
3ã Ăng-ten phương pháp đo
Việc đo các thông số ăng-ten là thường được thực hiện bằng các dụng cụ như máy đo cường độ trường, công suất mét, máy đo trở kháng hoặc máy phân tích mạng, cũng như các thử nghiệm chuyên dụng thiết bị như ăng-ten tiêu chuẩn. Các phương pháp đo bao gồm:
Đo mô hình hướng bức xạ: Bằng cách sử dụng phương pháp ăng ten cố định hoặc phương pháp ăng ten quay, đo bức xạ cường độ của ăng-ten theo các hướng khác nhau và vẽ bức xạ mô hình định hướng.
Đo lường mức tăng: Sử dụng phép so sánh phương pháp, so sánh ăng-ten được kiểm tra với ăng-ten tiêu chuẩn có mức tăng đã biết với xác định mức tăng của ăng-ten được thử nghiệm.
Đo trở kháng: Sử dụng phương pháp cầu, phương pháp đường đo hoặc phương pháp tần số quét để đo đầu vào trở kháng của anten.
4ã Môi trường thử nghiệm
Để đo lường chính xác thông số hiệu suất của anten, cần thiết phải cung cấp một giá trị lý tưởng môi trường thử nghiệm thường yêu cầu:
⢠Mặt đất bằng phẳng và thoáng: Không có rào chắn kim loại hoặc tấm phản xạ để giảm tác động đến việc truyền sóng điện từ.
â¢Khoảng cách kiểm tra đủ: Khoảng cách giữa ăng ten được kiểm tra và ăng ten phụ phải lớn hơn giá trị khoảng cách đo kiểm tối thiểu của ăng-ten để giảm sai số đo do độ lệch pha của sóng điện từ tới trên khẩu độ của anten đã được thử nghiệm. ⢠Buồng không phản chiếu (vi sóng buồng không phản xạ): Lớp lót của phòng được làm bằng hình răng nhọn vật liệu hấp thụ, có thể hấp thụ hầu hết năng lượng điện từ sự cố trên sáu bức tường của căn phòng và mô phỏng các điều kiện thử nghiệm không gian trống à.
Nguyên lý ăng-ten
Nguyên tắc ăng-ten chủ yếu liên quan đến bức xạ và tiếp nhận sóng điện từ, cũng như sự chuyển đổi năng lượng giữa sóng dẫn hướng và sóng không gian tự do. Sau đây là chi tiết giải thích nguyên lý ăng-ten:
1ã Định nghĩa và Chức năng
Định nghĩa: Ăng-ten là thiết bị có khả năng bức xạ hiệu quả sóng điện từ theo một hướng cụ thể trong không gian hoặc nhận sóng điện từ một cách hiệu quả từ một hướng cụ thể trong không gian.
Chức năng: Ăng-ten đóng vai trò cốt lõi trong thống truyền thông không dây, chịu trách nhiệm chuyển đổi tần số cao dòng điện (hoặc sóng dẫn hướng) thành sóng điện từ và bức xạ chúng thành không gian, hoặc tiếp nhận và chuyển đổi sóng điện từ trong không gian thành dòng điện tần số cao.
2ã Đang hoạt động nguyên tắc
1. Cảm ứng điện từ và bức xạ điện từ:
Nguyên lý hoạt động của anten chủ yếu dựa trên các nguyên tắc cảm ứng điện từ và điện từ bức xạ. Khi dòng điện tần số cao đi qua anten, nó sẽ tạo ra điện trường và từ trường biến thiên xung quanh nó. Theo Maxwell lý thuyết trường điện từ, "một điện trường thay đổi sẽ tạo ra một từ trường và từ trường biến thiên sẽ tạo ra dòng điện trường." Bằng cách liên tục kích thích nó, việc truyền tín hiệu không dây được thực hiện đã đạt được.
Ở đầu phát, ăng-ten chuyển đổi dòng điện tần số cao thành sóng điện từ và bức xạ chúng vào không gian; Ở đầu thu, ăng-ten thu sóng điện từ ở không gian và chuyển đổi chúng thành dòng điện tần số cao.
2. Chuyển đổi năng lượng:
Ăng-ten đóng vai trò là bộ chuyển đổi năng lượng, hoàn thành việc chuyển đổi năng lượng giữa các sóng dẫn hướng (hoặc tần số cao) dòng điện) và sóng không gian tự do. Ăng-ten phát chuyển đổi sóng dẫn hướng thành sóng không gian tự do, trong khi ăng ten thu chuyển đổi sóng không gian tự do thành sóng dẫn hướng.
3. Tính định hướng và phân cực:
Ăng-ten có tính định hướng nhất định và có thể phát hoặc nhận sóng điện từ một cách định hướng. Cái này có nghĩa là ăng-ten có khả năng bức xạ hoặc thu sóng mạnh hơn trong những hướng cụ thể, trong khi khả năng yếu hơn ở những hướng khác.
Chế độ phân cực của ăng-ten là cũng là một trong những đặc điểm quan trọng của nó, quyết định độ phân cực trạng thái của anten khi phát hoặc thu sóng điện từ.
3ã Loại ăng-ten và đặc điểm
Ăng-ten có thể được phân loại theo tiêu chí phân loại khác nhau, bao gồm tính chất làm việc, mục đích, ăng-ten đặc điểm, phân bố dòng điện, dải tần, sóng mang và hình dạng.
Các loại ăng-ten phổ biến bao gồm đế di động ăng-ten trạm, ăng-ten phát sóng, ăng-ten radar, ăng-ten WIFI, di động ăng-ten điện thoại, v.v. Mỗi ăng-ten có các kịch bản ứng dụng cụ thể và đặc tính hiệu suất.
4ã Thiết kế ăng-ten và Tối ưu hóa
Hình dạng, kích thước, chất liệu và các yếu tố khác các yếu tố của ăng-ten đều có thể ảnh hưởng đến hiệu suất của nó. Vì vậy, việc thiết kế Ăng-ten cần xem xét toàn diện nhiều yếu tố, bao gồm tần số hoạt động, hướng bức xạ, chế độ phân cực, yêu cầu khuếch đại, v.v.
Trong quá trình thiết kế, phần mềm mô phỏng thường được sử dụng để mô phỏng và tối ưu hóa để đảm bảo rằng ăng-ten có thể đáp ứng yêu cầu thiết kế.
Ăng-ten là gì?
Ăng-ten là một thiết bị điện tử dùng để phát hoặc nhận sóng điện từ một cách hiệu quả trong giao tiếp không dây. Nó là thành phần không thể thiếu trong hệ thống không dây, chịu trách nhiệm về chuyển đổi sóng dẫn hướng (chẳng hạn như dòng điện trong đường dây truyền tải) thành sóng vô tuyến (sóng điện từ lan truyền trong không gian tự do), hoặc chuyển đổi sóng vô tuyến thành sóng dẫn hướng.
Chức năng cụ thể của ăng-ten bao gồm:
1. Bức xạ và sự tiếp nhận: Tại đầu phát, ăng-ten chuyển đổi dòng điện tần số cao thành điện tử thiết bị thành sóng vô tuyến và phát xạ các sóng này ra không gian xung quanh. Ở đầu thu, ăng-ten thu sóng vô tuyến trong không gian và chuyển đổi chúng thành dòng điện tần số cao để tiếp tục được xử lý bằng các thiết bị điện tử.
2. Chuyển đổi năng lượng: Anten là phương tiện để chuyển đổi năng lượng, có thể chuyển đổi năng lượng điện của thiết bị điện tử thành năng lượng sóng vô tuyến hoặc chuyển đổi năng lượng của sóng vô tuyến thành năng lượng điện.
3. Tính định hướng: Nhiều ăng-ten được được thiết kế với định hướng cụ thể, có nghĩa là chúng có thể hiệu quả hơn phát hoặc nhận sóng vô tuyến theo các hướng cụ thể. Anten định hướng có thể giúp nâng cao hiệu quả truyền thông, giảm nhiễu và tăng khoảng cách liên lạc.
4. Phân cực: Sự phân cực của một Ăng-ten đề cập đến hướng của trường điện từ mà nó phát hoặc thu sóng vô tuyến. Các phương pháp phân cực phổ biến bao gồm phân cực ngang, phân cực dọc, phân cực tròn và phân cực hình elip. Các phương pháp phân cực khác nhau có thể có các ưu điểm và hạn chế trong giao tiếp.
5. Phối hợp trở kháng: Để Truyền và nhận sóng vô tuyến hiệu quả, anten cần có trở kháng phù hợp với đường truyền (chẳng hạn như đường dây). Điều này có nghĩa là đầu vào Trở kháng của anten phải phù hợp với trở kháng đặc tính của anten đường truyền để giảm phản xạ và tổn thất năng lượng trong quá trình truyền tải.
Có nhiều loại ăng-ten khác nhau, bao gồm nhưng không giới hạn ở anten lưỡng cực, anten vòng, anten parabol ăng-ten, ăng-ten xoắn ốc, ăng-ten mảng, v.v. Mỗi ăng-ten có đặc điểm riêng kịch bản ứng dụng và đặc điểm hiệu suất, chẳng hạn như mức tăng, định hướng, đáp ứng tần số, chế độ phân cực, v.v.
