Þessi kafli kynnir grundvallarþætti þráðlausra samskipta og miðar að því að veita betri skilning á hlutverki loftneta í samskiptakerfum. Þráðlaus samskipti fara fram í formi rafsegulbylgna, sem gerir það nauðsynlegt að skilja útbreiðslueiginleika bylgnanna.
Í þessum kafla munum við ræða eftirfarandi breytur:
•Tíðni
• Bylgjulengd
• Viðnámssamsvörun
• VSWR og endurkastaafl
•Bandbreidd
•Prósentu bandbreidd
• Geislunarstyrkur
Nú skulum við skoða þau nánar.
Tíðni:
Samkvæmt staðlaðri skilgreiningu er tíðni fjöldi endurtekninga bylgju á tímaeiningu. Einfaldlega sagt lýsir tíðni hversu oft atburður á sér stað. Reglubundin bylgja endurtekur sig á T sekúndna fresti (eitt tímabil) og tíðni hennar er gagnkvæmt tímabil T.
Stærðfræðilega séð lítur það svona út:
$$f = \frac{1}{T}$$
•F táknar tíðni lotubundinnar bylgju, en
•T er tíminn sem þarf til að ljúka einum fullum hring.
Tíðni er mæld í hertz, skammstafað Hz.
Myndin hér að ofan sýnir sínusbylgju þar sem spenna (í mV) er sýnd sem fall af tíma (í ms). Þessi bylgjuform endurtekur sig á 2t millisekúndna fresti; því er sveiflutími hennar T = 2t ms og tíðnin f = 1/(2t) kHz.
Bylgjulengd:
Samkvæmt staðlaðri skilgreiningu er fjarlægðin milli tveggja samliggjandi tinda eða tveggja samliggjandi lægða kölluð bylgjulengd.
Einfaldlega sagt er bylgjulengdin fjarlægðin milli tveggja aðliggjandi jákvæðra tinda eða tveggja aðliggjandi neikvæðra tinda. Myndin hér að neðan sýnir reglubundna bylgjuform, þar sem bylgjulengdin (λ) og sveifluvídd eru merkt. Því hærri sem tíðnin er, því styttri er bylgjulengdin og öfugt.
Formúlan fyrir bylgjulengd er:
$$\lambda = \frac{c}{f}$$
•λ táknar bylgjulengdina
•C er ljóshraði ($3 x 10^8$ metrar á sekúndu)
•F er tíðnin
Bylgjulengdin λ er gefin upp í lengdareiningum, svo sem metrum, fetum eða tommum. Algengasta einingin er metri.
Viðnámssamsvörun:
Samkvæmt staðlaðri skilgreiningu á viðnámsjöfnun sér stað þegar viðnám sendandans er nokkurn veginn jafnt viðnámi móttakarans.
Nauðsynlegt er að samræma viðnám loftnetsins og rafrásarinnar. Viðnám loftnetsins, flutningslínunnar og rafrásarinnar ætti að vera samræmt til að ná hámarksaflsflutningi milli loftnetsins og móttakarans eða sendandans.
Nauðsyn þess að passa saman
Ómunartæki eru fær um að skila bestu mögulegu úttaki innan ákveðinna þröngbandstíðna. Sem ómunartæki getur loftnet náð betri úttaksafköstum þegar viðnám þess er rétt samstillt.
• Þegar loftnetsviðnámið passar við viðnám tómarúms, þá mun aflið sem loftnetið sendir frá sér berast á áhrifaríkan hátt.
• Fyrir móttökuloftnet ætti útgangsimpedans þess að vera í samræmi við inntaksimpedans móttökumagnararásarinnar.
• Fyrir sendiloftnet ætti inngangsviðnám þess að passa við útgangsviðnám sendimagnarans sem og einkennandi viðnám flutningslínunnar.
Impedans er mæld í ohmum, táknað með tákninu Z.
VSWR og endurspeglunarafl:
Samkvæmt staðlaðri skilgreiningu er hlutfall hámarksspennu og lágmarksspennu í standandi bylgju kallað standandi bylgjuhlutfall spennu (VSWR).
Þegar viðnám loftnetsins, sendingarlínunnar og rafrásarinnar er ekki í samræmi við það er ekki hægt að geisla afli á áhrifaríkan hátt; í staðinn endurkastast hluti af aflinu til baka.
Helstu einkennin eru —
• Sú breyta sem gefur til kynna hversu mikil ósamræmi er í impedansi kallast spennustöðubylgjuhlutfall (VSWR)
•VSWR stendur fyrir Voltage Standing Wave Ratio og er einnig almennt kallað SWR
•Þegar viðnámsmisræmið er meira, því hærra er VSWR gildið
•Til að ná virkri geislun er kjör VSWR gildið 1:1
• Endurkastað afl vísar til þess hluta framvirkrar afls sem fer til spillis. Endurkastað afl og VSWR lýsa í raun sama eðlisfræðilega fyrirbærinu frá mismunandi sjónarhornum.
Bandbreidd:
Samkvæmt staðlaðri skilgreiningu er tíðnibandið innan tiltekins bylgjulengdarbils sem úthlutað er fyrir tiltekin samskipti kallað bandbreidd.
Þegar merki er sent eða móttekið starfar það innan ákveðins tíðnisviðs. Þetta tiltekna tíðnisvið er úthlutað tilteknu merki til að koma í veg fyrir truflanir frá öðrum merkjum meðan á sendingu stendur.
• Bandbreidd vísar til tíðnisviðsins milli há- og lágtíðnimarka merkjasendingar.
• Þegar bandvídd hefur verið úthlutað geta aðrir ekki notað hana
•Allt litrófið er skipt í bandvíddarhluta, sem hver um sig er úthlutaður mismunandi sendum.
Bandvíddin sem við höfum rétt í þessu rætt má einnig kalla algera bandvídd.
Hlutfallsbandbreidd:
Samkvæmt staðlaðri skilgreiningu er hlutfall algerrar bandvíddar og miðtíðni hennar kallað prósentubandvídd.
Sú tíðni innan bands þar sem merkisstyrkurinn nær hámarki kallast ómsveiflutíðni, einnig þekkt sem miðjutíðni bandsins, táknuð sem fC.
• Hærri og lægri tíðnisviðið eru táknað með fH og fL, talið í sömu röð.
•Alger bandvídd er gefin með fH − fL
•Til að meta breidd tíðnibands er nauðsynlegt að reikna út brotbandvídd þess eða prósentubandvídd.
Hlutfallsbandvídd er reiknuð til að skilja það svið tíðnibreytinga sem íhlutur eða kerfi ræður við.
•fH táknar hærri tíðni
•fL táknar lægri tíðnina
•fc táknar miðjutíðnina
Því stærri sem prósentuhlutfallið er, því breiðari er rásarbandvíddin.
Geislunarstyrkur:
Geislunarstyrkur er skilgreindur sem geislunarorka á hverja rúmhornseiningu.
Loftnet geislar kröftugri í ákveðnar áttir, sem samsvara hámarksgeislunarstyrk þess. Hámarks möguleg geislunarsvið er ákvarðað af geislunarstyrknum.
Stærðfræðileg tjáning
Geislunarstyrkur fæst með því að margfalda geislaða aflsþéttleika með öðru veldi geislunarfjarlægðarinnar:
Þar sem U er geislunarstyrkurinn, r er radíalfjarlægðin og （Wrad） er geisluð aflþéttleiki.
•U táknar geislunarstyrkinn
•r táknar radíusfjarlægðina
•Wrad táknar geislaða aflþéttleika
Ofangreind jafna sýnir geislunarstyrk loftnetsins. Geislunarfjarlægðin er stundum táknuð með tákninu Φ.
Eining geislunarstyrks er vött á steradían (W/sr) eða vött á ferradían (W/rad²).
Til að læra meira um loftnet, vinsamlegast farðu á:
Birtingartími: 26. mars 2026
