Fitsipika fototra momba ny antenne sy ny fampielezana
Ny antenne sy ny fampielezana dia foto-kevitra fototra roa amin'ny rafitra fifandraisana tsy misy tariby. Ny antenne dia miasa toy ny "tetezana" izay manova ny famantarana elektrika ao anaty circuit ho onja elektromagnetika izay miely any amin'ny toerana malalaka, ary ny mifamadika amin'izany. Mandritra izany fotoana izany, ny fampielezana dia mandinika ny fomba ivezivezen'ireo onja elektromagnetika ireo avy amin'ny mpandefa mankany amin'ny mpandray, anisan'izany ny anton-javatra ara-tontolo iainana izay misy fiantraikany amin'ny tanjaky ny famantarana sy ny kalitaon'ny famantarana. Ny fahatakarana ny foto-kevitra fototry ny antenne sy ny fampielezana dia tena ilaina amin'ny famolavolana tambajotra finday, radio alefa, Wi-Fi, zanabolana, radar, ary na dia ny fifandraisana Internet of Things (IoT) aza.
1. Fahatakarana ny Antenne sy ny asany
Raha fintinina, ny antenne dia fitaovana elektromagnetika izay mampita na mandray angovon'ny onjam-peo. Eo amin'ny faran'ny mpandefa, ny antenne dia manova ny onja sy ny voltazy avo lenta (RF) ho onja elektromagnetika izay miparitaka amin'ny rivotra na fitaovana hafa. Eo amin'ny faran'ny mpandray, ny antenne dia manao ny mifanohitra amin'izany: maka onja elektromagnetika izy ary manova azy ireo ho famantarana elektrika izay avy eo dia karakarain'ny fitaovana mpandray.
Ireto avy ireo asa lehibe ataon'ny antenne:
1. Taratra: mamoaka angovo RF any amin'ny habakabaka malalaka.
2. Fandraisana: maka ny angovo RF avy amin'ny tontolo iainana.
3. Fitarihana: fitarihana angovo amin'ny lalana iray mba hampitomboana ny elanelana na ny kalitaon'ny fandraisana.
4. Fifandanjana impedance: manampy amin'ny famindrana hery ambony indrindra avy amin'ny mpandefa mankany amin'ny antenne na avy amin'ny antenne mankany amin'ny mpandray.
2. Ireo masontsivana manan-danja amin'ny antenne
Ny fahombiazan'ny antenne dia tsy voafaritry ny endriny ara-batana ihany, fa koa amin'ny alalan'ny masontsivana ara-teknika maromaro.
a. Matetika sy halavan'ny onjam-peo
Miasa tsara amin'ny fatran'ny onjam-peo sasany ny antenne. Mifandray amin'ny halavan'ny onjam-peo (λ) ny fatran'ny onjam-peo (f) amin'ny alalan'ny fifandraisana:
λ = c / f
izay c ny hafainganam-pandehan'ny hazavana (eo amin'ny 3 × 10⁸ m/s eo ho eo). Maro amin'ireo antenne klasika no vita amin'ny halavan'ny onjam-peo ampahany, ohatra ny antenne antsasaky ny onja (λ/2) na antenne ampahefatry ny onja (λ/4), satria mamokatra fahombiazana tsara izy ireo.
b. Endriky ny taratra
Ny lamina taratra dia mamaritra ny fomba fizarazarana ny herin'ny taratra avy amin'ny antenne amin'ny lafiny samihafa. Misy sokajy roa ankapobeny:
– Omnidirectional: miparitaka mitovy tsara amin'ny sehatra mitsivalana (ohatra: antenne monopole amin'ny router Wi-Fi).
– Fitarihana: mampifantoka ny taratra amin'ny lalana iray (ohatra: antenne Yagi, antenne parabola, ary antenne tontonana).
Azo jerena amin'ny endrika kisarisary 2D na 3D ny lamina taratra, ary tena ilaina amin'ny famaritana ny toerana sy ny fironan'ny antenne.
c. Fahazoan-dàlana amin'ny antenne
Ny "gain" dia fandrefesana ny fahombiazan'ny antenne iray amin'ny fifantohana angovo raha oharina amin'ny antenne reference. Ny "gain" dia matetika aseho amin'ny dBi (raha ampitahaina amin'ny antenne isotropic) na dBd (raha ampitahaina amin'ny dipole antsasaky ny onja). Ny "gain" ambony kokoa dia midika hoe elanelana lavitra kokoa amin'ny lalana iray, saingy matetika miaraka amin'ny zoro taratra tery kokoa.
d. Bandwidth
Ny bandwidth dia ny elanelam-peo izay mbola ahafahan'ny antenne miasa tsara (ohatra, VSWR ambany na fatiantoka miverina tsara). Ny fampiharana maoderina toy ny LTE, 5G, ary Wi-Fi dia mitaky bandwidth midadasika mba hitaterana angona haingam-pandeha.
e. Fipolarisasiana
Ny polarisation dia ny fironan'ny saha elektrika amin'ny onja elektromagnetika. Ireto avy ny polarisation mahazatra:
– Mitsangana/mitsangana mitsivalana
– Boribory (RHCP/LHCP)
Zava-dehibe ny fampifanarahana ny polarization eo amin'ny mpandefa sy ny mpandray satria ny tsy fitoviana dia mety hiteraka fatiantoka herinaratra be.
f. Impedance sy VSWR
Manana fanoherana mampiavaka azy ny antenne (matetika kendrena amin'ny 50 Ω). Rehefa tsy mifanaraka amin'ny tsipika fandefasana ny fanoherana ny antenne, dia misy hery miverina any amin'ny mpandefa. Izany dia refesina amin'ny VSWR (Voltage Standing Wave Ratio), na fatiantoka miverina. Arakaraka ny maha ambany ny VSWR no tsara kokoa ny famindrana hery.
3. Karazana Antenne mahazatra
Ireto misy karazana antenne sasany izay matetika hita:
– Dipole: tsotra, matetika ampiasaina amin'ny radio.
– Monopole/karavasy: ampiasaina betsaka amin'ny finday sy tobin'ny base.
– Yagi-Uda: tari-dalana, malaza amin'ny fahitalavitra sy radio tsy matihanina.
– Parabole dish: tombony avo lenta ho an'ny fifandraisana amin'ny zanabolana sy lavitra ezaka.
– Patch/Microstrip: kely sy mora ampidirina, fahita amin'ny fitaovana GPS sy finday.
– Array/MIMO: fitambaran'ny singa maro ho an'ny beamforming, zava-dehibe amin'ny 5G.
Ny fisafidianana karazana antenne dia miankina amin'ny fepetra takiana amin'ny matetika, ny gain, ny habeny, ny lalana fandefasana ary ny tontolo iainana fametrahana.
4. Fototry ny fampielezana onjam-peo
Ny fampielezana dia ny dingan'ny fivezivezen'ny onjam-peo avy amin'ny mpandefa mankany amin'ny mpandray. Amin'ny fampiharana, ny onja dia tsy mandeha amin'ny tsipika mahitsy foana raha tsy misy fanelingelenana. Maro ny anton-javatra, toy ny tany, ny tranobe, ny toetr'andro ary ny sosona atmosfera, no afaka manamafy na mampihena ny famantarana.
a. Lalan'ny fahitana (LOS) sy tsy LOS
– LOS (Line of Sight): "mifampita" ny mpandefa sy ny mpandray tsy misy sakana lehibe. Io toe-javatra io dia mazàna manome ny kalitaon'ny famantarana tsara indrindra.
– NLOS (Non-Line of Sight): misy sakana toy ny tranobe, havoana, na hazo. Mbola afaka mahatratra ny mpandray ny famantarana amin'ny alàlan'ny taratra, diffraction, na scattering, saingy mazàna mihena sy mikorontana.
b. Rafitra fampielezana fototra
1. Fisaintsainana
Mitranga izany rehefa mitsambikina avy eny amin'ny toerana midadasika toy ny tranobe na ny tany ny onja. Ny taratra dia afaka manampy ny famantarana hahatratra ireo faritra tsy hita maso avy hatrany, saingy mety hiteraka fanelingelenana ihany koa.
2. Difraksiona
Afaka "miondrika" manodidina ny sisin'ny zavatra toy ny havoana na tranobe ny onja. Ny diffraction dia ahafahana mifandray amin'ny faritra misy aloka, saingy mazàna mihena ny herin'ny famantarana.
3. Fiparitahana
Mitranga izany rehefa mifanena amin'ny zavatra kely na velarana marokoroko toy ny ravina, tsato-kazo, na velarana tsy mitovy ny onja. Matetika ny fiparitahana no manjaka amin'ny fatran'ny onjam-peo avo sy any amin'ny tontolo an-tanàn-dehibe.
4. Fidirana
Misy akora mandray ny angovon'ny onja, toy ny rindrina simenitra, ny rano ary ny vatan'olombelona. Amin'ny fatran'ny onja ambony kokoa (ohatra, mmWave), dia lasa miharihary kokoa ny fidiran'ny orana sy ny atmosfera.
c. Lalana maro sy fahalovana
Amin'ny tontolo tena izy, matetika ny famantarana dia tonga amin'ny mpandray amin'ny alàlan'ny lalana maro (multipath). Ireo lalana ireo dia manana fotoana sy dingana samihafa, ary noho izany dia afaka mifampahery na mifalemy. Ity trangan-javatra miovaova haingana amin'ny haavon'ny famantarana ity dia antsoina hoe fading. Mba handaminana izany, ny rafitra maoderina dia mampiasa teknika toy ny:
– Fahasamihafana (fahasamihafan'ny antenne)
– MIMO
– OFDM
- Fitoviana
5. Modely amin'ny fahaverezan'ny fiparitahana (Fatiantoka amin'ny lalana)
Rehefa mitombo ny halavirana dia mihena ny herin'ny famantarana voaray. Ao amin'ny toerana malalaka, ny fatiantoka dia azo tombanana amin'ny alàlan'ny modely Free Space Path Loss (FSPL), izay mampiseho fa mitombo ny fatiantoka miaraka amin'ny halavirana sy ny matetika. Na izany aza, ao amin'ny tontolo an-tanàn-dehibe na anatiny, ny modely dia lasa sarotra kokoa noho ny taratra sy ny sakana.
Amin'ny fampiharana, ireo mpamorona tambajotra dia mampiasa fitambaran'ny fandrefesana eny an-kianja sy modely empirika (ohatra, Okumura-Hata, COST-231, na modely an-trano) mba hanombanana ny fandrakofana.
6. Ireo anton-javatra ara-tontolo iainana misy fiantraikany amin'ny fielezan'ny zavamaniry
Ireto misy antony lehibe sasany izay misy fiantraikany amin'ny fampielezana:
– Topografia: ny havoana, ny lohasaha ary ny endriky ny tany dia misy fiantraikany amin'ny LOS sy ny diffraction.
– Haben'ny trano: mampitombo ny lalana maro sy ny aloka ny tontolo an-tanàn-dehibe.
– Zavamaniry: mandray sy mampiely famantarana ny hazo, indrindra rehefa lena.
– Toetrandro: mety hampihena ny famantarana amin'ny matetika avo lenta ny oram-be, indrindra fa ny fifandraisana amin'ny zanabolana sy mmWave.
– Haavon'ny antenne: arakaraka ny maha avo azy no maha tsara kokoa ny fandrakofana LOS, indrindra ho an'ny tambajotra finday sy radio.
7. Fifandraisana eo amin'ny Antenne sy ny Fiparitahana
Tsy azo sarahina ny antenne sy ny fampielezana. Ny antenne avo lenta dia afaka mampitombo ny elanelana amin'ny lalana voafaritra, fa raha miteraka taratra maro ny tontolo iainana, ny antenne tari-dalana avo lenta dia mety hamoy ny famantarana amin'ny lalana taratra izay mety ho nanampy raha tsy izany. Mifanohitra amin'izany, ny antenne omnidirectional dia mora miovaova kokoa amin'ny faritra misy lalana maro saingy matetika manana elanelana fohy kokoa. Noho izany, ny famolavolana fifandraisana tsy misy tariby dia mandinika foana ny toetran'ny antenne (lamina, polarization, gain) sy ny fepetra fampielezana (LOS/NLOS, lalana maro, sakana).
Famaranana
Ny foto-kevitra fototry ny antenne sy ny fampielezana no fototry ny teknolojia fifandraisana tsy misy tariby rehetra. Ny antenne no mamaritra ny fomba avoaka na andraisana ny angovo RF amin'ny alàlan'ny masontsivana toy ny lamina taratra, ny tombony, ny bandwidth, ary ny polarization. Mandritra izany fotoana izany, ny fampielezana dia mamaritra ny dian'ny onja amin'ny alàlan'ny tontolo sarotra toy ny taratra, ny diffraction, ny scattering, ary ny absorption. Amin'ny fahatakarana ireo roa ireo, dia afaka mamolavola rafitra fifandraisana azo itokisana kokoa, mahomby kokoa, ary namboarina manokana isika - manomboka amin'ny tambajotra an-trano tsotra ka hatramin'ny fotodrafitrasa fifandraisan-davitra nasionaly.
Raha tianao, azoko amboarina ity lahatsoratra ity mba ho ara-teknika kokoa (miaraka amin'ny raikipohy sy ohatra amin'ny kajy) na azo ampiharina kokoa (miaraka amin'ny ohatra amin'ny fampiharana amin'ny Wi-Fi, tobin-tserasera finday, na fifandraisana amin'ny zanabolana ).
