Antennin sieppauspinta

Esitys aiheesta: "Antennin sieppauspinta"— Esityksen transkriptio:

1 Antennin sieppauspinta
Isotrooppinen antenni säteilee samalla tehotiheydellä joka suuntaan. Yhtä avaruuskulmayksikköä kohti tuleva säteilyintensiteetti on siis: Antennin sieppauspinta on verrannollinen aallonpituuden neliöön. Voidaan osoittaa, että isotrooppisen antennin sieppauspinnalle pätee: Häviöttömän suuntaavan antennin, jonka vahvistus isotrooppiseen antenniin verrattuna on G, sieppauspinta on G-kertainen isotrooppiseen antenniin verrattuna:

2 Apertuurihyötysuhde Antennin apertuurihyötysuhde saadaan sen geometrisen pinta-alan ja tehollisen pinta-alan suhteesta. Ae = antennin tehollinen pinta-ala Ap = antennin geometrinen pinta-ala Geosynkroninen satelliitti sijaitsee km etäisyydellä päiväntasaajan yläpuolella. Sekä satelliitissa että vastaanottajalla on lautasantenni, jonka halkaisija on 1,0 m ja apertuurihyötysuhde 0,6. Kuinka suuri on yhteysvälin vaimennus? Käytettävä taajuus f=12 GHz.

3 … Friisin kaava This is the Friis transmission formula and it links the input power of the transmitting antenna to the output power of the receiving antenna. (λ/4πr )2 is called the free space loss factor –resulting from the spherical spreading of the radiated energy. This formula can also be expressed using the effective aperture of both antennas (Aet and Aer) as Where ηe is called the radiation efficiency factor of the antenna and is the ratio of the radiated power to the input power accepted by the antenna:

4 Antennikerroin Af Tämä kerroin kertoo, kuinka suuri kentänvoimakkuus
E [dBμV/m] tarvitaan, jotta vastaanottimen sisäänmenoon saadaan 1 μV:n tehollisarvon jännite eli 0 dBμV. 50:n Ω:n impedanssitasolla 1 mW:a eli 0 dBm:ää vastaa jännitetaso +107 dBμV(rms). This links the radiated/received field strength to the voltage at the antenna terminal and is a very useful parameter for field strength and voltage conversion in field measurement applications. It converts the reading of voltage on equipment (such as a receiver) to the field at the antenna. It is also linked to the gain and effective aperture of the antenna.

5 Af Esimerkiksi jos saadaan “kentänvoimakkuuden” arvoksi -70 dBm, niin miten suuri on oikea E [dBμV/m]? -70 dBm vastaa ( ) dBμV=+37 dBμV. Jos antennikerroin K on 36, niin kentänvoimakkuus E on: 37+36=73 dBμV/m. K on luokkaa 30 GSM-900 verkon käsipuhelimissa ja 36 GSM-1800 verkon puhelimissa.

6 Yhteenveto

7 Maan ja ympäristön vaikutus
Kun horisontaalinen dipoli sijaitsee maan yläpuolella, joutuu se oman, maasta heijastuvan säteilynsä alaiseksi. Havaittavat muutokset riippuvat antennin ja maan (peltikaton tms.) välisestä etäisyydestä aallonpituuteen verrattuna sekä maan johtavuudesta. Resistanssin vaihtelut johtuvat maasta heijastuvan ja antenniin syötetyn tehon summautumisesta eri vaihekulmissa. Maksimi λ/3 korkeudella -> heijastuvan ja antenniin syötetyn tehon aiheuttamat virrat ovat antennissa vastakkaisvaiheisia.

8 Maan vaikutus säteilykuvioon
Maan vaikutuksen johdosta horisontaalisen antennin säteilykuvio muuttuu voimakkaasti antennin ja maan välisen etäisyyden mukaan. Heijastuvan ja suoran tehon aikaansaamat kentät joko vahvistavat tai vaimentavat toisiaan keskinäisen vaiheen ja amplitudin mukaan.

9 Heijastuva ja suora teho
Fig 23 shows how this modification takes place for a horizontal λ/2 antenna over a perfectly conducting flat surface. The patterns at the left show the relative radiation when one views the antenna from the side; those at the right show the radiation pattern looking at the end of the antenna. Changing the height above ground from λ/4 to λ/2 makes a significant difference in the high-angle radiation, moving the main lobe down lower.

10 Horisontaalisesti polarisoidun
antennin maaheijastuma. Riittävän etäällä 30° kulmassa tarkasteltuna ovat aaltorintamat samanvaiheisia, AB =0,5λ.

11 Maaheijastuman aikaansaamat maksimi- ja minimisäteilykulmat.
Maksimi on kuvattu ehyellä viivalla ja minimi katkoviivalla. Esim. 2λ korkeudella vertikaalikuvio omaa neljä minimiä ja neljä maksimia 0° ja 90° välillä tarkasteltuna.