Книга полна полезной информации. Краткий обзор часто используемых антенн и пассивных компонентов.

1. Принцип работы антенны

1.1 Определение антенны:Устройство, способное эффективно излучать электромагнитные волны в определенном направлении в пространстве или эффективно принимать электромагнитные волны из определенного направления в пространстве.

1.2 Функции антенны:Преобразование энергии — преобразование направленных волн в волны свободного пространства;Ø Направленное излучение (приём) — обладает определённой направленностью.

1.3 Принцип излучения антенны

1.4 Параметры антенны

параметры излучения
ØШирина луча на половинной мощности, соотношение передней и задней части;
Метод поляризации, коэффициент дискриминации кросс-поляризации;
Ø Коэффициент направленности, коэффициент усиления антенны;
ØГлавный лепесток, боковой лепесток, подавление боковых лепестков, заполнение нулевой точки, наклон луча вниз...

Параметры микросхемы
Ø Коэффициент стоячей волны по напряжению (КСВН), коэффициент отражения Γ, коэффициент возврата RL;
Входное сопротивление Zin, потери при передаче TL;
ØIsolation Iso;
ØPassive third-order intermodulation PIM3…Боковые лепестки uAntenna

uГоризонтальная ширина луча

Коэффициент направленности «вперед-назад»: отношение мощности излучения направленной антенны вперед к мощности излучения в направлении ±30° назад.

Взаимосвязь между коэффициентом усиления u, размером антенны и шириной луча.Чем больше «шина», тем концентрированнее сигнал, тем выше коэффициент усиления, тем больше размер антенны и тем уже ширина луча;

Несколько ключевых моментов, влияющих на коэффициент усиления антенны:
Антенна — пассивное устройство и не может генерировать энергию.
Коэффициент усиления антенны — это просто способность эффективно концентрировать энергию для излучения или приема электромагнитных волн в определенном направлении.

Коэффициент усиления антенны генерируется за счет суперпозиции генераторов.
Чем выше коэффициент усиления, тем больше длина антенны.

Усиление увеличивается на 3 дБ, а громкость удваивается.
Чем выше коэффициент усиления антенны, тем лучше направленность, тем концентрированнее энергия и тем уже лепесток диаграммы направленности.

1.5 Параметры излучения
uПоляризация: относится к траектории или изменению состояния вектора электрического поля в пространстве.

1.6 Параметры схемыВозврат убытков

В этом примере коэффициент отражения составляет 10log(10/0.5) = 13 дБ.  КСВН (коэффициент стоячей волны) — еще один показатель этого явления.

 

   Изоляция: это доля поляризационного сигнала, принимаемого другим поляризационным сигналом.  

Пассивная интермодуляция (ПИМ):Когда на антенну подаются две частоты f1 и f2, из-за нелинейных эффектов излучаемые антенной сигналы включают в себя, помимо частот f1 и f2, другие частоты, такие как 2f1-f2 и 2f2-f1 (3-го порядка).

2. Антенная продукция

2.1 Метод присвоения имен антеннам

Категория антенны:
ODP (наружная направленная пластинчатая антенна), OOA (наружная всенаправленная антенна), LCD (внутренняя потолочная антенна), OCS (наружная двунаправленная антенна), OCA (наружная кластерная антенна), OYI (наружная антенна Яги), ORA (наружная параболическая антенна), IWH (внутренняя настенная антенна) и т. д.

Угол половинной силы:032,065,090,105,360 (антенна базовой станции)020, 030, 040, 050, 060, 075, 090, 120, 160, 360 (антенна ретранслятора)

Метод поляризации:R (двойная поляризация), V (однополяризация)

Усиление:Согласно фактическим показателям, текущий максимум составляет 21 дБи.

Тип соединителя:D (Din head), N (N-type head), S (SMA head), T (TNC head), etc.

Диапазон частот:Код спецификации:Римские буквы указывают на поколение продукта. Следующие буквы и цифры указывают угол наклона регулятора скорости (ESC), форму, тип ESC и другую информацию. F — форма; V — ESC; RV — дистанционный ESC.

2.2 Антенна базовой станции

всенаправленная антенна

Двухдиапазонная антенна

Трехдиапазонная антенна

2.3 Антенна распределенной системы

антенна потолочного датчика дыма

Потолочная антенна лампового типа

настенная антенна

Яги антенна

угловая отражательная антенна

параболическая антенна

 

   Пользовательская антенна  

3. Обзор пассивных компонентов3.1 Обзор пассивных компонентов микроволнового диапазона
Пассивные устройства делятся на линейные и нелинейные.
Линейные пассивные компоненты делятся на взаимозаменяемые и невзаимозаменяемые.
Компоненты, обладающие линейной взаимностью, преобразуют микроволновые сигналы только линейно, не изменяя частотные характеристики, и удовлетворяют принципу взаимности.
Обычно под пассивными компонентами подразумеваются линейные компоненты, взаимно обратные по величине.

3.2 Диаграмма дерева линейных обратных компонентов

3.3 Разветвитель питания
Разветвитель мощности — это устройство, которое делит энергию одного выходного сигнала на два или более выходных сигнала.
По сути, это трансформатор импеданса.
Возможно ли использовать разветвитель мощности в обратном порядке вместо сумматора?
При использовании в качестве синтезатора требуются не только высокая изоляция и низкий коэффициент стоячей волны, но и способность выдерживать высокую мощность.

• Учитывая, что выходные порты широко используемых полосовых делителей мощности не согласованы и имеют большие стоячие волны, а микрополосковые делители мощности могут выдерживать низкую мощность в обратном направлении, мы не рекомендуем использовать делители мощности в обратном направлении вместо сумматоров.
  

3.4 Классификация делителей мощности

3.5 Сравнение классификаций делителей мощности

3.6 Характеристики полостного разветвителя мощности
В разветвителе питания с полостями в качестве проводника используется высококачественный сплав, а в качестве среды заполнения — воздух;
Ø Он способен выдерживать относительно большую мощность, до 200 Вт; при этом диэлектрические потери и потери в проводнике практически незначительны, а вносимые потери малы и могут составлять менее 0.1 дБ.
Однако, поскольку отсутствует разделительный резистор, изоляция выходного порта очень мала, поэтому полосовой делитель мощности нельзя использовать в качестве сумматора мощности.

3.7 Схема индикаторов проверки разветвителя мощности
Как показано на рисунке, коэффициент стоячей волны можно измерить на порту 1; вносимые потери можно измерить на портах 2 и 3. Однако из-за особенностей самого полостного разветвителя мощности значения стоячей волны на выходном порту и изоляции выходного порта не предлагаются в качестве заявленных значений.

4. Введение в соединительные муфты4.1 Муфта
ØСоединитель — это компонент, который распределяет часть энергии входного сигнала посредством связи электрического и магнитного полей, образуя выходной сигнал на соединительном конце, а оставшаяся часть становится выходным сигналом на выходном конце, завершая распределение мощности.
Ø Распределение мощности в соединительном элементе неравномерное.
Также называется пробником мощности.

4.2 Принципиальная схема четырехпортового сетевого соединителя

4.3 Классификация соединителей

4.4 Направленный ответвитель
Направленные ответвители обычно используются для дискретизации микроволновых сигналов в заданных направлениях потока. Их основная цель — разделение и изоляция сигналов или, наоборот, смешивание различных сигналов. При отсутствии внутренней нагрузки направленные ответвители часто представляют собой четырехполюсную сеть.
Направленные ответвители часто реализуются двумя способами:

4.5-гнездный соединитель

Требования:Обладает высокой мощностью и низкими потерями.

причина:
1. Внутри полости находится воздух в качестве наполнителя. В процессе передачи рассеивание энергии за счет воздуха значительно меньше.2. Соединительная полоска обычно изготавливается из проводников с хорошей проводимостью (например, с медной поверхностью, покрытой серебром), и потери в проводнике практически незначительны.3. Полость имеет большие размеры и быстро рассеивает тепло. Она способна выдерживать высокую мощность.

4.6 Схема испытания индекса муфты

Как показано на рисунке, где направленность = изоляция - связь, данные нельзя считать напрямую.

5. Введение в мост 3 дБ

мост 5.13 дБ
Мостовой ответвитель на 3 дБ — это разновидность направленного ответвителя.При использовании в качестве сумматора мощности два входных сигнала подключаются к взаимно изолированным портам, а связанные выходные и прямые выходные порты являются взаимозаменяемыми. При использовании в качестве двух выходов, независимо от потерь, сумма мощности входного сигнала делится на два выходных порта.При использовании в качестве однопортового выхода, второй выход должен быть подключен к соответствующей нагрузке для поглощения выходной мощности порта. В противном случае характеристики передачи системы будут серьезно ухудшены. Одновременно это приведет к дополнительным потерям в 3 дБ, что повлияет на стоимость и надежность активной части системы.

5.2 Основные инженерные применения
В основном используется для объединения приложений, работающих с различными несущими частотами в одном и том же диапазоне.
Из-за дискретной структуры схемы и процессора изоляция входного порта мостового соединителя относительно низкая, поэтому его не рекомендуется использовать в приложениях, объединяющих различные частотные диапазоны.

В заключение, при применении многочастотного суммирования, за исключением случаев, когда смежные несущие частоты в одном частотном диапазоне (например, смежные несущие частоты в нисходящем диапазоне GSM) могут использовать только мосты 3 дБ и не подходят для дуплексных/мультиплексных сумматоров, рекомендуется отдавать приоритет дуплексным/мультиплексным сумматорам для улучшения показателей производительности системы и повышения надежности.

5.3 Разветвитель мощности против соединителя

6. Введение в комбинатор6.1 Комбайнер

ØFunction:
Объединить несколько сигналов в один выходной сигнал

ØCategory:
Классификация по фактическим суммарным частотным диапазонам.

6.2 Сумматор, мост и делитель мощности

7. Введение в аттенюатор7.1 Аттенюатор

Аттенюатор представляет собой двухпортовый взаимозаменяемый компонент.
Наиболее часто используемым аттенюатором является поглощающий аттенюатор.
В технике обычно используются коаксиальные аттенюаторы, состоящие из аттенюаторных сетей типа «π» или «T».
Коаксиальные аттенюаторы обычно бывают двух типов: с фиксированным и переменным затуханием.
Аттенюаторы в основном используются в системах обнаружения для управления энергией передачи микроволнового сигнала и поглощения избыточной энергии, тем самым расширяя динамический диапазон измерения сигнала, например, в измерителях мощности, анализаторах спектра, усилителях, приемниках и т. д.

Данная статья воспроизведена из " Иттбанк«В целях защиты прав интеллектуальной собственности, пожалуйста, указывайте первоисточник и автора при перепечатке. В случае обнаружения каких-либо нарушений, пожалуйста, свяжитесь с нами для удаления публикации».