በመገናኛ ስርዓቶች ውስጥ የአንቴና ባህሪያት

በመገናኛ ስርዓቶች ውስጥ የአንቴና ባህሪያት

አንቴናዎች በገመድ አልባ የመገናኛ ስርዓቶች ውስጥ ቁልፍ አካል ናቸው። የእነሱ ሚና በማስተላለፊያው ላይ የኤሌክትሪክ ምልክቶችን ወደ ኤሌክትሮማግኔቲክ ሞገዶች መለወጥ ሲሆን ከዚያም በተቀባዩ ላይ የተገላቢጦሽ ሂደቱን ማከናወን ነው፡ የኤሌክትሮማግኔቲክ ሞገዶችን መያዝ እና ወደ ኤሌክትሪክ ምልክቶች መመለስ። የመገናኛ አገናኝ ጥራት - ከክልል እና ከአስተማማኝነት እስከ አቅም - ጥቅም ላይ በሚውለው የአንቴና ባህሪያት በእጅጉ ይነካል። ስለዚህ የአንቴና መለኪያዎችን መረዳት ለኔትወርክ ዲዛይነሮች፣ ለመስክ ቴክኒሻኖች እና ለቴሌኮሙኒኬሽን ተማሪዎች ወሳኝ ነው።

1. የጨረር ንድፍ

የጨረር ንድፍ የኤሌክትሮማግኔቲክ ኃይል በጠፈር ውስጥ በተለያዩ አቅጣጫዎች አንቴና እንዴት እንደሚሰራጭ ይገልጻል። ይህ ንድፍ ብዙውን ጊዜ እንደ 2D ወይም 3D ግራፍ ይገለጻል፣ የመስክ ጥንካሬን ወይም የጨረር ኃይልን እንደ አንግል ተግባር ያሳያል። ሁለት አጠቃላይ ምድቦች አሉ

– በአንድ የተወሰነ አውሮፕላን (ለምሳሌ፣ አግድም አውሮፕላን) ውስጥ በአንጻራዊ ሁኔታ እኩል ኃይል የሚያመነጩ ኦምኒዳይሬክሽን አንቴናዎች። ምሳሌዎች፡ ለዋይ-ፋይ ራውተሮች ወይም ለሬዲዮ ግንኙነቶች ሞኖፖል/ዲፖል አንቴናዎች።
- አቅጣጫዊ አንቴናዎች ኃይልን በተወሰነ አቅጣጫ ላይ ያተኩራሉ፣ ይህም በዚያ አቅጣጫ ትርፍን ይጨምራል። ለምሳሌ በማይክሮዌቭ እና በሳተላይት ሲስተሞች ውስጥ ያጊ፣ ፓራቦሊክ ወይም ቀንድ አንቴናዎችን ያካትታሉ።

በጨረር ቅጦች ውስጥ፣ ዋና ሎብ (ዋናው ሎብ) የሚሉት ቃላት ከፍተኛውን የጨረር አቅጣጫ፣ የጎን ሎብ (የጎን ሎብ)፣ ከዋናው ሎብ ውጭ ተጨማሪ ጨረር እና የኋላ ሎብ (የኋላ ሎብ) የሚሉት ቃላት ናቸው። ከፍተኛ የጎን ሎቦች በሌሎች ስርዓቶች ላይ ጣልቃ ገብነት ሊያስከትሉ ወይም ከተፈለገ አቅጣጫ ጣልቃ ገብነትን ሊቀበሉ ይችላሉ።

2. የአንቴና ጌይን

ጌይን የአንቴናውን የራዲያተር ኃይል ከማጣቀሻ አንቴና አንፃር አቅጣጫ የማተኮር ችሎታ መለኪያ ነው። ጌይን ከራዲያተር ኃይል ይለያል፤ ኃይልን "አይፈጥርም"፣ ነገር ግን የኃይል ስርጭቱን የበለጠ አቅጣጫዊ እንዲሆን ያስተካክላል። ጌይን በአጠቃላይ እንደሚከተለው ይገለጻል፡

– dBi: ከአይሶትሮፒክ አንቴና (በሁሉም አቅጣጫዎች በእኩል የሚያበራ የቲዎሬቲካል አንቴና) ጋር ሲነጻጸር።
– dBd: ከግማሽ ሞገድ ዳይፖል አንቴና ጋር ሲነጻጸር።

ከፍተኛ ትርፍ ያላቸው አንቴናዎች ለረጅም ርቀት ግንኙነቶች ወይም ከነጥብ ወደ ነጥብ አገናኞች ተስማሚ ናቸው። ሆኖም ግን፣ ጠባብ የሆነ የጨረር አንግል ስላላቸው የበለጠ ትክክለኛ ጭነት እና አሰላለፍ ያስፈልጋቸዋል።

3. የቢም ወርድ (የቢም ወርድ)

ቢምባድዝ የዋናው ሉብ አንግል ስፋት መለኪያ ሲሆን ብዙውን ጊዜ ከጫፉ -3 dB (ግማሽ ኃይል ቢምባድ/HPBW) ይለካል። ጠባብ ቢምባድዝ አንቴናው ከፍተኛ አቅጣጫዊ (ከፍተኛ ትርፍ) እንዳለው ሲያመለክት ሰፊ ቢምባድዝ ደግሞ ሰፊ የሽፋን ቦታ ግን ዝቅተኛ ትርፍ ማለት ነው።

በማመልከቻው ውስጥ ተግባራዊ፦
- የሴሉላር ቤዝ ጣቢያዎች በቢም ወርድ እና በዘርፉ ሽፋን መካከል መደራደር አለባቸው።
- በህንፃዎች መካከል የሚደረጉ የማይክሮዌቭ ማያያዣዎች ጣልቃ ገብነትን ለመቀነስ እና SNRን ለማሻሻል ጠባብ የቢም ወርድ ይጠቀማሉ።

4. ፖላራይዜሽን

ፖላራይዜሽን አንቴና የሚወጣውን የሞገድ የኤሌክትሪክ መስክ (ኢ-ፊልድ) አቅጣጫ ይገልጻል። ዓይነቶች የሚከተሉትን ያካትታሉ፡
- መስመራዊ ፖላራይዜሽን፡ አግድም ወይም ቀጥ ያለ።
- ክብ ፖላራይዜሽን፡ የቀኝ እጅ ክብ ፖላራይዜሽን (RHCP) ወይም የግራ እጅ ክብ ፖላራይዜሽን (LHCP)።
– ሞላላ ቅርጽ፡- አግድም እና ቀጥ ያሉ ክፍሎች ሚዛናዊ ካልሆኑ የተለመደ ቅርፅ።

በማስተላለፊያው እና በተቀባዩ መካከል ያለው የፖላራይዜሽን አሰላለፍ ወሳኝ ነው። የፖላራይዜሽን አሰላለፍ ካልተጣጣመ የፖላራይዜሽን አለመጣጣም ኪሳራ ይከሰታል፣ ይህም የተቀበለውን ኃይል በእጅጉ ሊቀንስ ይችላል። ክብ ፖላራይዜሽን ብዙውን ጊዜ በሳተላይት ግንኙነቶች እና በተወሰኑ ባለብዙ መንገድ ሁኔታዎች ውስጥ ጥቅም ላይ ይውላል ምክንያቱም የአቅጣጫ ለውጦችን የበለጠ ጠንካራ ስለሆነ።

5. ኢምፔዳንስ እና ማዛመድ

አንቴናዎች ከማስተላለፊያ መስመሩ ኢምፔዳንስ ጋር በጥሩ ሁኔታ የሚዛመድ የግቤት ኢምፔዳንስ አላቸው (በተለምዶ 50 Ω ወይም 75 Ω)። የኢምፔዳንስ አለመጣጣሞች የምልክት ነጸብራቅ ወደ አስተላላፊው እንዲመለስ ያደርጋሉ፣ እነዚህም የሚከተሉትን ውጤቶች አሏቸው፡
- ውጤታማ የኃይል ቅነሳ ይተላለፋል።
- ማዛባት እና ማሞቂያ በመሳሪያው ላይ አስተላላፊ።

የማመሳሰል ግምገማ አጠቃላይ መለኪያዎች የሚከተሉት ናቸው፡
– VSWR (የቮልቴጅ ቋሚ የሞገድ ጥምርታ): ወደ 1:1 ሲጠጋ የተሻለ ነው።
– የመመለሻ ኪሳራ (dB): እሴቱ ከፍ ባለ መጠን (ለምሳሌ 15 dB፣ 20 dB) የተሻለ ይሆናል።

የኢምፔዳንስ ማመሳሰል በአንቴና ዲዛይን፣ በማዛመጃ አውታረ መረቦች አጠቃቀም ወይም ተገቢ የሆኑ ኬብሎችን እና ማያያዣዎችን በመምረጥ ሊከናወን ይችላል።

6. የአንቴና ባንድዊድዝ

የመተላለፊያ ይዘት የሚያመለክተው አሁንም የተወሰኑ የአፈጻጸም መስፈርቶችን የሚያሟላ የአንቴና የአሠራር ድግግሞሽ ክልልን ነው (ለምሳሌ፣ VSWR < 2 ወይም የመመለሻ ኪሳራ > 10 dB)። ጠባብ የድግግሞሽ ክልል ላይ ብቻ ተስማሚ የሆኑ ጠባብ ባንድ አንቴናዎች አሉ፣ እና ሰፊ ባንድ ወይም እጅግ በጣም ሰፊ ባንድ አንቴናዎችም አሉ።

እንደ LTE፣ 5G እና Wi-Fi 6/6E ባሉ ዘመናዊ ስርዓቶች ውስጥ የአንቴና ባንድዊድዝ ወሳኝ ነው ምክንያቱም መሳሪያዎች በሰፊው ወይም በብዙ ባንድ ቻናሎች ላይ መስራት አለባቸው። ባለብዙ ባንድ አንቴናዎች ብዙውን ጊዜ በስማርት ስልኮች ውስጥ ብዙ አገልግሎቶችን በአንድ ጊዜ ለመደገፍ ያገለግላሉ፣ ምንም እንኳን ዲዛይኖቻቸው በቦታ ገደቦች ምክንያት የበለጠ ውስብስብ ቢሆኑም።

7. የአንቴና ቅልጥፍና

ብቃት ወደ አንቴና የሚገባው የኤሌክትሪክ ኃይል ምን ያህል ወደ ኤሌክትሮማግኔቲክ ጨረር እንደሚቀየር ይገልጻል። ኪሳራዎች ከሚከተለው ሊመጡ ይችላሉ፡
- የኮንዳክተር መቋቋም (ኦሚክ ኪሳራ)
- በንጥረቱ ላይ የዲኤሌክትሪክ ኪሳራ (ለማይክሮስትራይፕ አንቴናዎች)፣
- በተዛማጅ አውታረ መረብ ላይ ኪሳራ፣
- ከአካባቢው ክፍሎች ጋር መያያዝ (ለምሳሌ መያዣ፣ ባትሪ፣ ትንሽ የመሬት ወለል)።

ዝቅተኛ ቅልጥፍና ማለት ብዙ ኃይል ለማሞቅ "ይጠፋል" ማለት ሲሆን ይህም የቦታውን ክልል ይቀንሳል። እንደ አይኦቲ ኖዶች ወይም ሞባይል ስልኮች ባሉ ትናንሽ መሳሪያዎች ላይ የአንቴናው መጠን ከተስማሚው የሞገድ ርዝመት በጣም ያነሰ ስለሆነ ቅልጥፍና ትልቅ ፈተና ነው።

8. ቀጥተኛነት እና ከትርፍ ጋር ያለው ግንኙነት

ቀጥተኛነት አንቴና ምን ያህል "አቅጣጫ" እንደሆነ የሚለካ ሲሆን ይህም በጨረር ስርዓቱ ላይ ብቻ የተመሰረተ እና ውስጣዊ ኪሳራዎችን ሳይጨምር ነው። ትርፍ ማለት ቀጥተኛነት በብቃት የሚባዛ ነው። በፅንሰ-ሀሳብ ደረጃ፡

ትርፍ = ቀጥተኛነት × ቅልጥፍና

ስለዚህ፣ አንቴና ከፍተኛ ቀጥተኛነት ሊኖረው ይችላል ነገር ግን ኪሳራው ከፍተኛ ከሆነ የሚጠበቀውን ያህል ከፍተኛ ትርፍ ላይኖረው ይችላል። በስርዓት ዲዛይን ውስጥ ሁለቱም አስፈላጊ ናቸው፡ በቀጥታ ወደ ትኩረት ሽፋን እና ኃይል እንዳይባክን ለማረጋገጥ ቅልጥፍና።

9. የፊት-ለኋላ ጥምርታ (F/B)

የፊት-ወደ-ኋላ ጥምርታ ከፊት (ዋናው ሎብ) ወደ ኋላ ያለውን የተላለፈውን ኃይል ጥምርታ ያሳያል። የኋላ መቀበያ/ደረሰኝን ለመቀነስ አቅጣጫዊ አንቴና ከፍተኛ የF/B እሴት ያስፈልጋል። ይህ መለኪያ ለሚከተሉት አስፈላጊ ነው፡
– ለቴሌቪዥን ወይም ለሬዲዮ የያጊ አንቴና፣
- ከኋላ ያለውን ጣልቃ ገብነት ለመቀነስ ከነጥብ ወደ ነጥብ የሚወስድ አገናኝ፣
- በተመሳሳይ ቦታ ላይ በርካታ አስተላላፊዎች ያሏቸው ስርዓቶች (የጣቢያ መጋራት)።

10. የአካባቢ እና የመጫኛ ምክንያቶች

የአንቴና ባህሪያት የሚወሰኑት በዲዛይን ብቻ ሳይሆን በመጫኛ አካባቢም ጭምር ነው። የአንቴና ቁመት፣ ከብረት ጋር ያለው ቅርበት፣ አቅጣጫ፣ የኬብል ርዝመት፣ የማገናኛ ጥራት እና አካላዊ እንቅፋቶች (ህንፃዎች፣ ዛፎች) የጨረር ንድፍን ሊቀይሩ እና አፈፃፀሙን ሊያበላሹ ይችላሉ። ባለብዙ መንገድ (ነጸብራቅ) ክስተቶች ምልክቱን በተወሰነ ቦታ ላይ ሊያጠናክሩ ወይም ሊያዳክሙ ይችላሉ። ስለዚህ፣ እንደ RSSI እና SNR መለኪያዎች እና የመንዳት ሙከራዎች ያሉ የመስክ ሙከራዎች ብዙውን ጊዜ የሚከናወኑት አንቴናው እንደተጠበቀው እንዲሠራ ለማረጋገጥ ነው።

ከሲምፑላን

አንቴናዎች በቀላሉ "የምልክት ማስተላለፊያዎች" አይደሉም፤ ይልቁንም የተለያዩ ቴክኒካዊ ባህሪያት ያሏቸው የኤሌክትሮማግኔቲክ መሳሪያዎች ናቸው፤ እነሱም የጨረር ንድፍ፣ ትርፍ፣ የቢም ወርድ፣ ፖላራይዜሽን፣ ኢምፔዳንስ እና ማዛመጃ፣ የመተላለፊያ ይዘት፣ ቅልጥፍና፣ ቀጥተኛነት እና የፊት-ለኋላ ጥምርታ ናቸው። እነዚህ መለኪያዎች የመገናኛ ስርዓትን ክልል፣ የምልክት ጥራት፣ ጣልቃ ገብነትን የመቋቋም እና አስተማማኝነት ይወስናሉ። በተግባር፣ የአንቴና ምርጫ የተነደፈውን አፈጻጸም ለማሳካት ተገቢውን ጭነት ሲያረጋግጥ የአተገባበር መስፈርቶችን (ርቀት፣ ድግግሞሽ፣ ተንቀሳቃሽነት እና አካባቢ) ግምት ውስጥ ማስገባት አለበት።