Stefnufræði er grundvallarbreyta loftnets. Þetta er mælikvarði á hvernig geislunarmynstur stefnuloftnets er. Loftnet sem geislar jafnt í allar áttir mun hafa stefnufræði sem er jöfn 1. (Þetta jafngildir núll desíbelum -0 dB).
Fall kúluhnita má rita sem staðlað geislunarmynstur:
[Jafna 1]
Stöðluð geislunarmynstur hefur sömu lögun og upprunalega geislunarmynstrið. Stöðluðu geislunarmynstrið er minnkað um stærðargráðu þannig að hámarksgildi geislunarmynstursins sé jafnt og 1. (Stærsta gildið er jafna [1] fyrir "F"). Stærðfræðilega er formúlan fyrir stefnu (gerð "D") skrifuð sem:
Þetta kann að virðast flókin stefnujöfnun. Hins vegar eru geislunarmynstur sameindanna það mikilvægasta. Nefnarinn táknar meðalafl geislaðs í allar áttir. Jafnan er þá mælikvarði á hámarksgeislunarafl deilt með meðaltalinu. Þetta gefur stefnu loftnetsins.
Stefnufræðilegt viðmið
Sem dæmi, skoðum næstu tvær jöfnur fyrir geislunarmynstur tveggja loftneta.
Loftnet 1
Loftnet 2
Þessi geislunarmynstur eru teiknuð á mynd 1. Athugið að geislunarháttur er aðeins fall af pólhorninu theta(θ). Geislunarmynstrið er ekki fall af asimút. (Asimútgeislunarmynstrið helst óbreytt). Geislunarmynstur fyrsta loftnetsins er minna stefnubundið en geislunarmynstur annars loftnetsins. Þess vegna búumst við við að stefnuvirknin sé minni fyrir fyrsta loftnetið.
Mynd 1. Skýringarmynd af geislunarmynstri loftnets. Hefur það mikla stefnu?
Með því að nota formúluna [1] getum við reiknað út að loftnetið hafi meiri stefnu. Til að athuga skilning þinn skaltu hugsa um mynd 1 og hvað stefnuhæfni er. Ákvarðaðu síðan hvaða loftnet hefur meiri stefnu án þess að nota neina stærðfræði.
Niðurstöður stefnuútreikninga, notið formúluna [1]:
Útreikningur á stefnuloftneti 1, 1,273 (1,05 dB).
Útreikningur á stefnuloftneti 2, 2,707 (4,32 dB).
Aukin stefnuvirkni þýðir markvissari eða stefnuvirkari loftnet. Þetta þýðir að loftnet með tveimur móttökutækjum hefur 2,707 sinnum stefnuafl hámarkstíðni sinnar en alhliða loftnet. Loftnet 1 fær 1,273 sinnum meiri afl en alhliða loftnet. Alhliða loftnet eru notuð sem almenn viðmiðun jafnvel þótt engin ísótrópísk loftnet séu til staðar.
Farsímaloftnet ættu að hafa lága stefnumörkun því merki geta komið úr hvaða átt sem er. Gervihnattadiskar hafa hins vegar mikla stefnumörkun. Gervihnattadiskur tekur við merkjum úr fastri átt. Til dæmis, ef þú færð gervihnattadisk, mun fyrirtækið segja þér hvert þú átt að beina honum og diskurinn mun taka við merkinu sem þú óskar eftir.
Við munum enda með lista yfir gerðir loftneta og stefnu þeirra. Þetta mun gefa þér hugmynd um hvaða stefnur eru algengar.
Tegund loftnets Dæmigert stefnugildi Dæmigert stefnugildi [desibel] (dB)
Stutt tvípóla loftnet 1,5 1,76
Hálfbylgju tvípóla loftnet 1,64 2,15
Plástur (örstrip loftnet) 3,2-6,3 5-8
Hornloftnet 10-100 10-20
Disk loftnet 10-10.000 10-40
Eins og gögnin hér að ofan sýna er stefnuvirkni loftnetsins mjög mismunandi. Þess vegna er mikilvægt að skilja stefnuvirknina þegar þú velur besta loftnetið fyrir þína tilteknu notkun. Ef þú þarft að senda eða taka á móti orku úr mörgum áttum í eina átt, þá ættir þú að hanna loftnet með lágri stefnuvirkni. Dæmi um notkun fyrir lágstefnuvirka loftnet eru bílaútvarp, farsímar og þráðlaus nettenging í tölvum. Aftur á móti, ef þú ert að nota fjarkönnun eða markvissa orkuflutninga, þá þarf mjög stefnuvirkt loftnet. Mjög stefnuvirk loftnet hámarka orkuflutning úr æskilegri átt og draga úr merkjum úr óæskilegum áttum.
Segjum sem svo að við viljum loftnet með lága stefnu. Hvernig gerum við það?
Almenna reglan í loftnetsfræði er sú að þú þarft rafmagnslega lítið loftnet til að framleiða lága stefnu. Það er að segja, ef þú notar loftnet með heildarstærð 0,25 - 0,5 bylgjulengd, þá lágmarkar þú stefnuna. Hálfbylgju tvípólsloftnet eða hálfbylgjulengdar raufarloftnet hafa yfirleitt minni en 3 dB stefnu. Þetta er eins lágt og stefnugildi sem þú getur fengið í reynd.
Að lokum getum við ekki smíðað loftnet minni en fjórðung bylgjulengdar án þess að draga úr skilvirkni loftnetsins og bandvídd þess. Skilvirkni loftnetsins og bandvídd loftnetsins verða rædd í næstu köflum.
Fyrir loftnet með mikla stefnuvirkni þurfum við loftnet af mörgum bylgjulengdarstærðum. Til dæmis gervihnattadiskar og hornloftnet hafa mikla stefnuvirkni. Þetta er að hluta til vegna þess að þau eru með margar bylgjulengdir að lengd.
Hvers vegna er það? Að lokum tengist ástæðan eiginleikum Fourier umbreytingarinnar. Þegar Fourier umbreyting á stuttum púlsi er framkvæmd fæst breitt litróf. Þessi samlíking á ekki við þegar ákvarðað er geislunarmynstur loftnets. Geislunarmynstrið má líta á sem Fourier umbreytingu á dreifingu straums eða spennu meðfram loftnetinu. Þess vegna hafa lítil loftnet breið geislunarmynstur (og litla stefnu). Loftnet með mikla, einsleita spennu- eða straumdreifingu Mjög stefnubundin mynstur (og mikla stefnu).
E-mail:info@rf-miso.com
Sími: 0086-028-82695327
Vefsíða: www.rf-miso.com
Birtingartími: 7. nóvember 2023
