Théorie de l'antenne - Paramètres de base
Les paramètres de communication de base sont abordés dans ce chapitre pour avoir une meilleure idée de la communication sans fil utilisant des antennes. La communication sans fil se fait sous forme d'ondes. Par conséquent, nous devons examiner les propriétés des ondes dans les communications.
Dans ce chapitre, nous allons discuter des paramètres suivants -
- Frequency
- Wavelength
- Adaptation d'impédance
- VSWR et puissance réfléchie
- Bandwidth
- Bande passante en pourcentage
- Intensité de rayonnement
Maintenant, apprenons-les en détail.
La fréquence
Selon la définition standard, «le taux de répétition d'une onde sur une période donnée est appelé frequency. »
Simplement, la fréquence fait référence au processus de fréquence à laquelle un événement se produit. Une vague périodique se répète après chaque‘T’ secondes (période de temps). Frequency d'onde périodique n'est rien d'autre que l'inverse de la période de temps (T).
Expression mathématique
Mathématiquement, il est écrit comme indiqué ci-dessous.
$$ f = \ frac {1} {T} $$Où
f est la fréquence de l'onde périodique.
T est la période pendant laquelle la vague se répète.
Unités
L'unité de fréquence est Hertz, abrégé en Hz.
La figure ci-dessus représente une onde sinusoïdale, qui est tracée ici pour la tension en millivolts par rapport au temps en millisecondes. Cette onde se répète toutes les 2 millisecondes. Donc, période de temps, T = 2t millisecondes et fréquence, $ f = \ frac {1} {2T} KHz $
Longueur d'onde
Selon la définition standard, «la distance entre deux points maximum consécutifs (crêtes) ou entre deux points minimum consécutifs (creux) est connue sous le nom de wavelength. »
Simplement, la distance entre deux pics positifs immédiats ou deux pics négatifs immédiats n'est rien d'autre que la longueur de cette onde. Il peut être qualifié deWavelength.
La figure suivante montre une forme d'onde périodique. lewavelength (λ)et l'amplitude sont indiquées sur la figure. Plus la fréquence est élevée, moins la longueur d'onde sera faible et vice versa.
Expression mathématique
La formule pour la longueur d'onde est,
$$ \ lambda = \ frac {c} {f} $$Où
λ est la longueur d'onde
c est la vitesse de la lumière (3 $ * 10 ^ {8} $ mètres / seconde)
f est la fréquence
Unités
La longueur d'onde λest exprimé en unités de longueur telles que mètres, pieds ou pouces. Le terme couramment utilisé estmeters.
Adaptation d'impédance
Selon la définition standard, «La valeur approximative de l'impédance d'un émetteur, lorsqu'elle est égale à la valeur approximative de l'impédance d'un récepteur, ou vice versa, elle est appelée Impedance matching. »
Une adaptation d'impédance est nécessaire entre l'antenne et les circuits. L'impédance de l'antenne, de la ligne de transmission et du circuit doit correspondre de sorte quemaximum power transfer a lieu entre l'antenne et le récepteur ou l'émetteur.
Nécessité de l'appariement
Un dispositif résonnant en est un, qui donne une meilleure sortie à certaines bandes étroites de fréquences. Les antennes sont tellesresonant devices dont l'impédance, si elle est adaptée, offre une meilleure sortie.
La puissance rayonnée par une antenne sera effectivement rayonnée, si le antenna impedance correspond à l'impédance de l'espace libre.
Pour un receiver antenna, l'impédance de sortie de l'antenne doit correspondre à l'impédance d'entrée du circuit amplificateur du récepteur.
Pour un transmitter antenna, l'impédance d'entrée de l'antenne doit correspondre à l'impédance de sortie de l'amplificateur de l'émetteur, ainsi qu'à l'impédance de la ligne de transmission.
Unités
L'unité d'impédance (Z) est Ohms.
VSWR et puissance réfléchie
Selon la définition standard, «Le rapport entre la tension maximale et la tension minimale dans une onde stationnaire est appelé Voltage Standing Wave Ratio. »
Si l'impédance de l'antenne, la ligne de transmission et les circuits ne correspondent pas les uns aux autres, alors la puissance ne sera pas rayonnée efficacement. Au lieu de cela, une partie de la puissance est renvoyée.
Les principales caractéristiques sont -
Le terme, qui indique la discordance d'impédance est VSWR.
VSWRsignifie Voltage Standing Wave Ratio. Il est également appelé commeSWR.
Plus la discordance d'impédance est élevée, plus la valeur de VSWR.
La valeur idéale du VSWR doit être de 1: 1 pour un rayonnement efficace.
La puissance réfléchie est la puissance gaspillée par la puissance avant. La puissance réfléchie et le VSWR indiquent la même chose.
Bande passante
Selon la définition standard, «Une bande de fréquences dans une longueur d'onde, spécifiée pour la communication particulière, est appelée bandwidth. »
Le signal, lorsqu'il est émis ou reçu, se fait sur une gamme de fréquences. Cette gamme particulière de fréquences est attribuée à un signal particulier, de sorte que d'autres signaux ne peuvent pas interférer dans sa transmission.
Bandwidth est la bande de fréquences entre les fréquences supérieure et inférieure sur laquelle un signal est transmis.
La bande passante une fois allouée ne peut pas être utilisée par d'autres.
L'ensemble du spectre est divisé en bandes passantes à attribuer à différents émetteurs.
La bande passante, dont nous venons de parler, peut également être appelée Absolute Bandwidth.
Bande passante en pourcentage
Selon la définition standard, «Le rapport entre la bande passante absolue et la fréquence centrale de cette bande passante peut être appelé percentage bandwidth. »
La fréquence particulière dans une bande de fréquences, à laquelle la force du signal est maximale, est appelée resonant frequency. Il est également appelé commecenter frequency (fC) du groupe.
Les fréquences supérieures et inférieures sont désignées par fH and fL respectivement.
La bande passante absolue est donnée par- fH - fL.
Pour savoir à quel point la bande passante est large, soit fractional bandwidth ou percentage bandwidth doit être calculé.
Expression mathématique
le Percentage bandwidth est calculé pour connaître la variation de fréquence qu'un composant ou un système peut gérer.
$$ Pourcentage \ bandwidth = \ frac {absolu \ bandwidth} {fréquence centrale} = \ frac {f_ {H} - f_ {L}} {f_ {c}} $$Où
$ {f_ {H}} $ est une fréquence plus élevée
$ {f_ {L}} $ est la fréquence la plus basse
$ {f_ {c}} $ est la fréquence centrale
Plus le pourcentage de bande passante est élevé, plus la bande passante du canal sera large.
Intensité de rayonnement
"Radiation intensity est défini comme la puissance par unité d'angle solide "
Le rayonnement émis par une antenne qui est plus intense dans une direction particulière, indique l'intensité maximale de cette antenne. L'émission de rayonnement dans une mesure maximale possible n'est rien d'autre que l'intensité du rayonnement.
Expression mathématique
L'intensité du rayonnement est obtenue en multipliant la puissance rayonnée par le carré de la distance radiale.
$$ U = r ^ {2} \ fois W_ {rad} $$Où
U est l'intensité du rayonnement
r est la distance radiale
Wrad est la puissance rayonnée.
L'équation ci-dessus indique l'intensité de rayonnement d'une antenne. La fonction de la distance radiale est également indiquée parΦ.
Unités
L'unité d'intensité de rayonnement est Watts/steradian ou Watts/radian2.