非常に役立つ情報が満載︱一般的に使用されるアンテナと受動部品の概要

1. アンテナの原理

1.1 アンテナの定義：空間内の特定の方向に電磁波を効果的に放射できる装置、または空間内の特定の方向から電磁波を効果的に受信できる装置。

1.2 アンテナ機能：エネルギー変換 - 導波路波と自由空間波の変換。Ø 指向性放射（受信） - 特定の方向性を持つ。

1.3 アンテナ放射原理

1.4 アンテナパラメータ

ウラン照射パラメータ
Ø半値幅、前後比。
偏光方式、交差偏光弁別率
指向性係数、アンテナ利得。
Øメインローブ、サイドローブ、サイドローブ抑制、ゼロポイント充填、ビームダウンチルト...

マイクロサーキットパラメータ
電圧定在波比 VSWR、反射係数 Γ、反射損失 RL。
入力インピーダンス Zin、伝送損失 TL;
ØIsolation Iso;
ØPassive third-order intermodulation PIM3…uアンテナのサイドローブ

水平ビーム幅

u 前後比：指定された指向性アンテナの前方放射電力と後方±30°放射電力の比

uゲイン、アンテナサイズ、ビーム幅の関係「タイヤ」を平らにするほど、信号が集中し、ゲインが高くなり、アンテナサイズが大きくなり、ビーム幅が狭くなります。

uantennaゲインの重要なポイントをいくつか挙げます。
アンテナは受動的な装置であり、エネルギーを生成することはできません。
アンテナ利得とは、電磁波を特定の方向に放射または受信するために、エネルギーを効果的に集中させる能力のことである。

アンテナの利得は、発振器の重ね合わせによって生成されます。
利得が高いほど、アンテナの長さは長くなります。

ゲインが3dB増加し、音量が2倍になる。
アンテナの利得が高いほど、指向性が向上し、エネルギーが集中し、ローブが狭くなります。

1.5 放射線パラメータ
u偏光：空間における電場ベクトルの軌跡または変化する状態を指します。

1.6 回路パラメータuリターン損失

この例では、リターンロスは 10log(10/0.5) = 13dB です。  VSWR（定在波比）は、この現象のもう一つの指標である。

 

   分離度：これは、ある偏光信号が別の偏光信号によって受信される割合です。  

u 受動相互変調 (PIM)：アンテナに2つの周波数f1とf2を入力すると、非線形効果により、アンテナから放射される信号には、周波数f1とf2に加えて、2f1-f2や2f2-f1（3次）などの他の周波数が含まれる。

2. アンテナ製品

2.1 アンテナの命名方法

アンテナカテゴリー:
ODP（屋外指向性プレートアンテナ）、OOA（屋外無指向性アンテナ）、LCD（屋内天井アンテナ）、OCS（屋外双方向アンテナ）、OCA（屋外クラスターアンテナ）、OYI（屋外八木アンテナ）、ORA（屋外パラボラアンテナ）、IWH（屋内壁掛けアンテナ）など。

半電力角:032,065,090,105,360（基地局アンテナ）020、030、040、050、060、075、090、120、160、360（中継アンテナ）

偏光法：R（二重偏波）、V（単偏波）

利得：実際の指標によると、現在の最大値は21dbiです。

コネクタタイプ：D (Din head), N (N-type head), S (SMA head), T (TNC head), etc.

周波数帯域：仕様コード:ローマ字は製品の世代を示します。以下の文字と数字は、ESCダウンターン角度、形状、ESC、その他の情報を示します。F形状、V ESC、RVリモートESC

2.2 基地局アンテナ

全方向性アンテナ

デュアルバンドアンテナ

トライバンドアンテナ

2.3 分散システムアンテナ

煙感知器型天井アンテナ

ランプ型天井アンテナ

壁掛けアンテナ

八木アンテナ

コーナーリフレクターアンテナ

パラボラアンテナ

 

   ユーザーアンテナ  

3. 受動部品の概要3.1 マイクロ波受動部品の概要
受動素子は、線形素子と非線形素子に分類されます。
線形受動部品は、相反性と非相反性に分類されます。
線形相反性コンポーネントは、周波数特性を変えることなくマイクロ波信号を線形変換するだけで、相反性の原理を満たします。
通常、私たちが受動部品と呼ぶものは、線形逆数特性を持つ部品を指します。

3.2 線形逆数成分ツリー図

3.3 電源分配器
パワースプリッタとは、1つの出力信号のエネルギーを2つ以上の出力に分割する装置です。
基本的にはインピーダンス変換器である。
電力分配器を合成器の代わりに逆向きに使用することは可能ですか？
シンセサイザーとして使用する場合、高いアイソレーションと低い定在波比だけでなく、高出力に耐えるという要件にも重点が置かれます。

• 一般的に使用されているキャビティ型電力分配器の出力ポートはインピーダンスが不整合で大きな定在波が発生すること、マイクロストリップ型電力分配器は逆方向の低電力に耐えられることを考慮すると、電力分配器を逆方向に使用して合成器の代わりにすることはお勧めしません。
  

3.4 電力分配器の分類

3.5 電力分配器の分類の比較

3.6 キャビティ型パワースプリッタの特性
空洞型電力分配器は、導体として高品質の合金を使用し、充填媒体は空気です。
Ø 最大 200W という比較的大きな電力に耐えることができ、誘電損失と導体損失は基本的に無視できるほど小さく、挿入損失は 0.1dB 未満と小さい。
ただし、絶縁抵抗がないため、出力ポートの絶縁が非常に小さく、キャビティ電力分配器を電力合成器として使用することはできません。

3.7 電力分配器のテストインジケータの概略図
図に示すように、ポート1では定在波比を測定でき、ポート2および3では挿入損失を測定できます。ただし、キャビティパワースプリッタ自体のデバイス特性により、出力ポートにおける定在波および出力ポートのアイソレーションは、公表値として提案されていません。

4. カプラの概要4.1カプラー
ØAカプラは、入力信号のエネルギーの一部を電界と磁界の結合によって分配し、結合端出力とし、残りの部分を出力端出力として分配することで、電力分配を完了するコンポーネントです。
Ø カプラの電力分配は不均一です。
パワーサンプラーとも呼ばれる。

4.2 4ポートネットワークカプラの原理図

4.3 カプラの分類

4.4 方向性結合器
方向性結合器は、マイクロ波信号を特定の流れ方向に沿ってサンプリングするためによく使用されます。主な目的は、信号を分離・分離すること、あるいは逆に異なる信号を混合することです。内部負荷がない場合、方向性結合器は多くの場合、4ポートネットワークとなります。
方向性結合器は、主に次の2つの方法で実装されます。

4.5 キャビティカプラー

機能と特徴：高出力で低損失を実現。

理由：
1. キャビティ内部の充填媒体は空気です。伝送過程において、空気媒体による媒体散逸ははるかに小さくなります。2. カップリングラインストリップは一般的に導電性の良い導体（銀メッキ銅表面など）で作られており、導体損失は基本的に無視できる。3. 空洞が大きく、放熱性に優れているため、高出力にも耐えることができます。

4.6 カプラインデックステストの概略図

図に示すように、指向性＝アイソレーション－カップリングの場合、データは直接読み取ることができません。

5. 3dBブリッジの概要

5.13dBブリッジ
3dBブリッジカプラは、方向性結合器の一種である。電力合成器として使用する場合、2つの入力信号は互いに絶縁されたポートに接続され、結合出力ポートとストレートスルー出力ポートは相互に作用します。2つの出力として使用する場合、損失に関係なく、入力信号電力の合計が2つの出力ポートに分配されます。シングルポート出力として使用する場合、もう一方の出力は、ポートの出力電力を吸収する整合負荷に接続する必要があります。そうしないと、システムの伝送特性に深刻な影響が出ます。同時に、3dBの追加損失が発生し、システムアプリケーションのアクティブ部分のコストと信頼性に影響を及ぼします。

5.2 主な工学的応用
主に、同一周波数帯域内の異なるキャリア間でアプリケーションを組み合わせる際に使用されます。
回路および処理アセンブリが個別部品で構成されているため、ブリッジカプラの入力ポートの絶縁性は比較的低く、異なる周波数帯域間の結合用途での使用は推奨されません。

要約すると、マルチ周波数合成を適用する場合、同一周波数帯域内の隣接搬送周波数（GSMダウンリンク帯域内の隣接搬送周波数など）は3dBブリッジのみを使用でき、デュプレックス/マルチプレックス合成器には適さない場合を除き、システム性能指標を改善し信頼性を高めるために、デュプレックス/マルチプレックス合成器を優先することが推奨されます。

5.3 パワースプリッターとカプラーの比較

6. コンバイナの概要6.1 コンバイナー

ØFunction:
複数の信号を1つの信号出力に結合します。

ØCategory:
実際の複合周波数帯域に基づく分類

6.2 コンバイナー vs ブリッジ vs パワーディバイダー

7. アッテネータの概要7.1 減衰器

減衰器は2ポートの相互コンポーネントです
最も一般的に使用される減衰器は、吸収型減衰器です。
同軸減衰器は通常、工学分野で使用され、「π」型または「T」型の減衰ネットワークで構成されています。
同軸減衰器には通常、固定減衰と可変減衰の2種類があります。
減衰器は主に検出システムで使用され、マイクロ波信号の送信エネルギーを制御し、余分なエネルギーを消費することで、電力計、スペクトラムアナライザ、増幅器、受信機などの信号測定のダイナミックレンジを拡張します。

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