Làm thế nào một ăng ten hiệu quả thấp có thể được sử dụng để nhận nhưng không phải để truyền?

Đối với định lý có đi có lại, nếu một ăng ten có hiệu suất truyền thấp, nó có cùng hiệu quả khi thu.

Trong văn học, người ta thường nói rằng người ta không nên sử dụng ăng-ten hiệu suất thấp để truyền vì rất nhiều năng lượng sẽ bị lãng phí.

Tuy nhiên, tôi thường đọc rằng nếu chỉ để nhận tín hiệu, có thể sử dụng ăng ten hiệu suất thấp. Tại sao? Trong trường hợp như vậy, bạn đang lãng phí cùng một lượng điện năng mà bạn đã lãng phí bằng cách sử dụng cùng một ăng-ten trong truyền dẫn!

Ngoài ra, với ăng-ten hiệu suất thấp làm máy thu, bạn sẽ có tỷ lệ S / N nhỏ hơn so với ăng-ten hiệu suất cao hơn.

Chỉ vì bạn đang nhận được năng lượng mà người khác truyền (tức là người khác đã bỏ ra để truyền nó) không nên là một lý do đủ tốt để sử dụng ăng-ten hiệu suất thấp để nhận nó.

Định lý có đi có lại là về độ lợi của anten. Giả sử chúng ta có một ăng-ten với hiệu suất năng lượng 50%, do đó, 3dB mất nhiều hơn một ăng-ten hoàn hảo.

Nếu được sử dụng để thu, nó sẽ mất một nửa công suất mà nó nhận được, do đó giảm tỷ lệ tín hiệu thành nhiễu do nhiễu đầu vào của máy thu bằng 3dB. Không lý tưởng, nhưng không có gì to tát, nó chỉ có nghĩa là giảm phạm vi so với một ăng ten hoàn hảo trong một môi trường yên tĩnh.

Nếu chúng ta đang sử dụng nó trong môi trường vô tuyến di động bận rộn và có rất nhiều người dùng khác tạo nhiễu trên cùng một kênh và các kênh lân cận, thì điều đó cũng làm giảm các tín hiệu đó, vì vậy hệ thống sẽ hoạt động tốt như khi sử dụng ăng-ten hoàn hảo .

Bây giờ hãy xem xét nó để truyền tải. Nó sẽ mất một nửa sức mạnh chúng ta đặt vào nó. Nếu chúng ta muốn phát ra 100mW (đối với điện thoại di động) hoặc 100kW (đối với máy phát TV), chúng ta sẽ cần bộ khuếch đại công suất RF để tạo ra 200mW (sẽ cho chúng ta một nửa thời gian nói chuyện trên cùng một pin), hoặc 200kW (sẽ bạn mua một bộ khuếch đại 200kW khi bạn chỉ thực sự cần 100kW, đừng bao giờ bận tâm thêm 200kW công suất chính để chạy nó).

Mặc dù mức tăng ăng-ten là đối ứng, cách bạn sử dụng chắc chắn là không.

Có một bức tranh lớn hơn để xem xét ...

Đối với định lý có đi có lại, nếu một ăng ten có hiệu suất truyền thấp, nó có cùng hiệu quả khi thu.

Chỉ cần hoàn toàn rõ ràng về điều này: bạn có thể có một "ăng ten" thu rất tốt và khá hiệu quả, làm cho ăng ten phát rất kém. Lý thuyết đối ứng không phải lúc nào cũng đưa ra bức tranh lớn hơn.

Hãy xem xét ăng-ten que ferrite trung thành cũ được sử dụng trong các máy thu sóng dài và trung bình: -

$\frac{1}{d^3}$

$\frac{1}{d}$

$\lambda/4$

$\lambda/4$

Điều này chỉ tốt cho một máy thu radio hoạt động trên một băng tần nhất định - nó có thể sử dụng một cuộn cảm để tạo thành bộ lọc băng thông phía trước tốt và nó không quan tâm đến điện trở thấp.

Tuy nhiên, điện trở đó rất quan trọng đối với một máy phát - nó đại diện cho điện trở của môi trường truyền (được sửa đổi bởi ăng-ten từ không gian tự do 377 ohms thành 37 ohms điện). Điện trở đó là thứ bạn muốn đẩy nguồn PA của mình vào và, nếu ăng-ten "ngắn", bạn sẽ nhanh chóng chiến đấu để đặt nguồn vào điện trở 1 ish ohm trong khi đối phó với tổn thất ăng-ten (cũng khoảng 1 ohm). Vì vậy, ngay lập tức bạn đang mất đi sức mạnh truyền đi.

Tại HF, lý luận diễn ra như sau:

Việc thu nhận nói chung là giới hạn tiếng ồn trên bầu trời, điều đó có nghĩa là tiếng ồn của bản thân RX thường không phải là yếu tố giới hạn. Nếu bạn làm cho máy thu yên tĩnh hơn, tất cả những gì xảy ra là bạn nghe thấy nhiều tiếng ồn trên bầu trời, do đó, để nhận được hiệu suất ăng-ten, nó sẽ khác nhiều về tỷ lệ F / B (vì vậy bạn có thể loại bỏ nhiễu) so với độ nhạy. Một con voi khác trong phòng (và một con bạn khá thường xuyên sẵn sàng giao dịch nhạy cảm) đang xử lý các tàu sân bay mạnh liền kề.

Tuy nhiên, khi truyền, mỗi dB công suất bức xạ tăng thêm đặt tín hiệu ở máy thu cao hơn nhiều so với nhiễu trên bầu trời, vì vậy bạn thực sự muốn có hiệu quả tốt ở đây. Tình huống KHÔNG phải là đối ứng, bởi vì tiếng ồn làm hạn chế hiệu suất được thêm vào sau khi truyền, nhưng trước khi các ăng ten thu.

Tại VHF trở lên, nơi tiếng ồn trên bầu trời ít xảy ra vấn đề hơn và tiếng ồn của máy thu chiếm ưu thế, tình huống sẽ khác khi bạn có sự đối ứng đáng kể và các luồng khí tốt hơn ở cả hai vấn đề cuối cùng. Đối với công việc tín hiệu thực sự yếu, đôi khi bạn thích có được nhiệt độ nhiễu thấp hơn thay vì mức tăng cuối cùng, nhưng đó rất là một loại thông tin liên lạc trong không gian tín hiệu yếu.

Lưu ý rằng mức tăng anten KHÔNG phải là con số duy nhất của công đức. Đôi khi tỷ lệ F / B, hoặc nhiệt độ hoặc kích thước hoặc băng thông tiếng ồn hoặc một cái gì đó quan trọng hơn.

Tại sao sử dụng ăng-ten hiệu quả thấp? Kích thước. Tôi chắc chắn rằng một nhà thiết kế ăng-ten lành nghề có thể cải thiện hiệu quả của một điện thoại di động nhận ăng-ten bằng cách gắn một đĩa parabol rộng một mét vào nó, nhưng điều đó làm cho nó ít hữu ích hơn. Trong khi đó, trạm cơ sở không có những ràng buộc đó và do đó có thể sử dụng ăng ten lớn hơn.

Định hướng cũng rất quan trọng khi nói về hiệu quả của ăng ten; món ăn parabol rất hiệu quả nhưng chỉ theo một hướng.