ما هو نمط الهوائي؟

ما هو نمط الهوائي؟

إن مخطط نمط الهوائي، المعروف أيضًا باسم نمط الإشعاع أو نمط المجال البعيد، لا يوفر مكاسب الهوائي؛ فهو يعطي معامل الاتجاه.مكاسب الهوائي = معامل الاتجاه × كفاءة الهوائيولذلك، فإن معامل التوجيه هو دائما أكبر من المكاسب.

G=D*N٪

وبما أن كفاءة الهوائيات عادة لا تكون 100٪ ، G < d. عند حساب اتجاه الهوائيات D ، من الشائع استخدام عرض شعاع الفص الرئيسي كما هو موضح في نمط الإشعاع ،مثل نصف السلطة عرض الشعاع، عرض الشعاع الذي ينخفض عنده مستوى الإشارة بنسبة 3 ديسيبل.

مكاسب الهوائي

زيادة الهوائية تشير إلى نسبة كثافة قوة الإشارة التي يولدها الهوائي الفعلي إلى تلك التي يولدها عنصر إشعاعي مثالي في نفس النقطة في الفضاء ،في ظل ظروف طاقة مدخل متساويةيصف الكمي درجة تركيز الهوائي إشعاع الطاقة المدخلة.كلما كان الفص الرئيسي أضيق وكلما كان الفص الجانبي أصغر، كلما زادت المكاسب. تستخدم مكاسب الهوائية لقياس قدرة الهوائي على إرسال واستقبال الإشارات في اتجاه معين.انها واحدة من أهم المعلمات في اختيار هوائيات محطة القاعدةبشكل عام ، يعتمد زيادة الفائدة بشكل أساسي على تقليل عرض شعاع في المستوى الرأسي مع الحفاظ على أداء الإشعاع الشامل في المستوى الأفقي.زيادة الهوائية حاسمة لجودة تشغيل أنظمة الاتصالات المتنقلة، حيث أنه يحدد مستوى الإشارة عند حدود الخلية. زيادة الفائدة يمكن أن توسع تغطية الشبكة في اتجاه معين أو زيادة هامش الفائدة داخل منطقة محددة.بما أن أي نظام خليوي هو عملية ثنائية الاتجاه، زيادة مكاسب الهوائية في وقت واحد يقلل من هامش ميزانية مكاسب للنظام ثنائي الاتجاه. بالإضافة إلى ذلك ، يتم التعبير عن مكاسب الهوائي في ديبل ديسيتير و ديبل ديسيتير.dBi يمثل المكاسب النسبية للهوائية نقطة المصدر، والتي تشع بالتساوي في جميع الاتجاهات ؛ dBd يمثل المكاسب النسبية للهوائية ثنائية القطب المتماثلة ، حيث dBi = dBd + 2.15في ظل ظروف متطابقة، كلما زادت مكاسب الموجات الراديوية، كلما زادت مسافاتها. بشكل عام، تكون مكاسب الهوائية لمحطة قاعدة الاتجاهية GSM 18 دي بي آي، في حين أن مكاسب الهوائية للمحطة الراديويةمحطة القاعدة الشاملة الإتجاه هي 11 دبي.

خصائص معايير نمط الهوائي:

لتسهيل المقارنة بين خصائص نمط الإشعاع من مختلف الهوائيات ، يجب تحديد بعض المعلمات المميزة. وهي في المقام الأول: عرض الفص الرئيسي ، مستوى الفص الجانبي ،نسبة الأمام إلى الخلف، والإرشادية، من بين أمور أخرى.
1عرض الفص الرئيسي: كمية فيزيائية تقيس حدة منطقة الإشعاع القصوى للهوائي.عادة ما يتم تعريفه على أنه العرض بين نقطتي نصف الطاقة من الفص الرئيسي في نمط إشعاع الهوائي.
2مستوى الفص الجانبي: يشير إلى مستوى الفص الجانبي الأول الأقرب إلى الفص الرئيسي وأعلى مستوى ؛ يتم التعبير عنه بشكل عام في ديسيبل.
3نسبة الإشعاع إلى الأمام إلى الخلف: هذه هي نسبة مستوى الإشعاع في اتجاه الإشعاع القصوى (إلى الأمام) إلى المستوى في الاتجاه المعاكس (إلى الخلف) ، عادةً ما يتم قياسه بالديسيبل.
4معامل الاتجاه: في مسافة معينة من الهوائي this is the ratio of the radiation power flux density in the direction of maximum radiation to the radiation power flux density of an ideal omnidirectional antenna with the same radiation power at the same distance.

رسم نمط الهوائي

نمط الهوائي هو تمثيل رسمي للعلاقة بين خصائص إشعاع الهوائي (سعة الحقل والمرحلة والاستقطاب) والزوايا المكانية.النمط الكامل هو صورة ثلاثية الأبعادكما هو مبين في الشكل 3.1يتم رسمها عن طريق قياس خصائص الإشعاع نقطة بنقطة على سطح كروي بقطر كبير بما فيه الكفايةمع مركز مرحلة الهوائي كمركز الكرة (مصدر نظام الإحداثيات). قياس نطاق المجال يعطي نمط نطاق المجال ، قياس الطاقة يعطي نمط الطاقة ، قياس الاستقطاب يعطي نمط الاستقطابويقوم قياس المرحلة بإعطاء نمط المرحلةما لم يتم تحديد خلاف ذلك، فإن جميع الإشارات إلى "النماذج" في هذا الكتاب تشير إلى أنماط اتساع الحقل.عادة ما يكون كافياً لقياس الأنماط في المستويات الأفقية والعمودية ((أي ، طائرات XY و XZ)

يمكن رسم أنماط إشعاع الهوائيات باستخدام الإحداثيات القطبية أو الإحداثيات الديكرتية.مما يسمح لميزات التوزيع المكاني لحقل إشعاع الهوائي أن تلاحظ مباشرة من المخططومع ذلك، عندما يكون الفص الرئيسي لنمط الهوائي ضيقًا ومستويات الفص الجانبي منخفضة، فإن طريقة الإحداثيات الكارتيزية تقدم مزايا أكبر.هذا لأن كل من المحور الأفقي (مثل الزاوية) والمحور الرأسي (مثل كثافة الإشعاع) يمكن اختيارها تعسفيا؛ على سبيل المثال ، حتى عرض الفص الرئيسي أقل من 1 ° يمكن تمثيله بوضوح ، في حين أن هذا مستحيل مع الإحداثيات القطبية.يظهر الشكل 2 تمثيلات الإحداثيات اثنين من نفس نمط الهوائي.

تمثيل مخطط الاتجاه في الشكل 2: (أ) الإحداثيات القطبية؛ (ب) الإحداثيات المستطيلة

النماذج القطبية عادة ما يتم رسمها على مقياس طبيعي،مما يعني أن الطول الشعاعي (بالإشارات القطبية) أو الإشارة y (بالإشارات الديكرتية) يتم التعبير عنها على أنها قوة المجال النسبية E ((θ، φ) / Emax ، حيث E ((θ ، φ) هي قوة المجال في أي اتجاه معين و Emax هي قوة المجال في اتجاه أقصى إشعاع. وبالتالي فإن أقصى تقليدي هو 1.لالهوائيات ذات المستويات المنخفضة جداً من الفص الجانبي، عادة ما يتم التعبير عن نمط الإشعاع في ديسيبل، مع حد أقصى تم تعديله إلى 0 ديسيبل.يظهر الشكل 3 نمط الإشعاع لنفس الهوائي المعبر عنه في كل من قوة المجال المطبوعة والديسيبل في الإحداثيات الكارتيزية.