Antena baten harrera-potentzia kalkulatzeko parametro erabilgarria da.eremu eraginkorraedoirekidura eraginkorraDemagun hartzaile-antenaren polarizazio bera duen uhin lau bat antenan eragiten duela. Gainera, demagun uhin hori antenarantz bidaiatzen ari dela, antenaren erradiazio maximoaren norabidean (potentzia gehien jasoko litzatekeen norabidean).

Orduanirekidura eraginkorraparametroak uhin lau batetik zenbat potentzia jasotzen den deskribatzen du. Izan bedipuhin lauaren potentzia-dentsitatea izan (W/m^2-tan). Baldin etaP_tantena hartzaileak antena terminaletan duen potentzia (wattetan) adierazten du, orduan:

Beraz, azalera eraginkorrak uhin lautik zenbat potentzia hartzen den eta antenak ematen duen adierazten du, besterik gabe. Eremu honek antenaren berezko galerak (galera ohmikoak, galera dielektrikoak, etab.) kontuan hartzen ditu.

Edozein antena baten antena-irabazi maximoaren (G) arabera irekidura eraginkorraren erlazio orokorra honela ematen da:

Irekidura eraginkorra edo azalera eraginkorra benetako antenetan neur daiteke, irekidura eraginkor jakin bat duen antena ezagun batekin alderatuz, edo neurtutako irabazia eta goiko ekuazioa erabiliz kalkulatuz.

Irekidura eraginkorra kontzeptu erabilgarria izango da uhin lau batetik jasotako potentzia kalkulatzeko. Hori martxan ikusteko, joan Friis transmisio-formulari buruzko hurrengo atalera.

Friis transmisio-ekuazioa

Orrialde honetan, antenen teorian oinarrizko ekuazioetako bat aurkezten dugu,Friisen transmisio-ekuazioaFriisen transmisio-ekuazioa erabiltzen da antena batetik jasotako potentzia kalkulatzeko (irabaziarekinG1), beste antena batetik transmititzen denean (irabaziarekinG2), distantzia batez bereizitaR, eta maiztasunean funtzionatzenfedo lambda uhin-luzera. Orrialde hau pare bat aldiz irakurtzea merezi du eta guztiz ulertu behar da.

Friis transmisio-formularen eratorpena

Friis ekuazioaren deribazioa hasteko, kontsidera itzazu bi antena espazio librean (oztoporik gabe) distantzia batez bereizita.R:

Demagun ( ) watt-ko potentzia osoa igorle antenari bidaltzen zaiola. Momentuz, demagun igorle antena norabide guztietakoa dela, galerarik gabekoa, eta hartzaile antena igorle antenaren eremu urrunean dagoela. Orduan, potentzia dentsitateap(metro karratuko wattetan) hartzailearen antenan distantzia batera iristen den uhin lauaren potentziaRtransmisio-antenatik datorrena honela ematen da:

1. irudia. Igorpen (Tx) eta jasotze (Rx) antenak bereizitaR.

Igorle-antenak hartzaile-antenak duen norabidean (e) irabazia badu, orduan goiko potentzia-dentsitatearen ekuazioa hau da:

Irabazi-terminoak benetako antena baten norabidetasuna eta galerak kontuan hartzen ditu. Demagun orain hargailu-antenak irekidura eraginkorra duela, honela emana:()Orduan, antena honek ( ) jasotzen duen potentzia honela ematen da:

Edozein antenaren irekidura eraginkorra honela ere adieraz daitekeenez:

Jasotako potentzia honela idatz daiteke:

1. ekuazioa

Friisen Transmisio Formula bezala ezagutzen da hau. Espazio libreko bidearen galera, antenaren irabaziak eta uhin-luzera jasotako eta transmititzeko potentziekin erlazionatzen ditu. Antenen teorian oinarrizko ekuazioetako bat da hau, eta gogoratu egin behar da (goiko deribazioa bezala).

Friis Transmisio Ekuazioaren beste forma erabilgarri bat [2] ekuazioan ematen da. Uhin-luzera eta f maiztasuna argiaren c abiadurarekin erlazionatuta daudenez (ikus maiztasun orrialdearen sarrera), Friis Transmisio Formula dugu maiztasunaren arabera:

2. ekuazioa

[2] ekuazioak erakusten du potentzia gehiago galtzen dela maiztasun altuagoetan. Friis Transmisio Ekuazioaren oinarrizko emaitza da hau. Horrek esan nahi du irabazi zehatzak dituzten antenetan, energia transferentzia handiena izango dela maiztasun baxuagoetan. Jasotako potentziaren eta transmititutako potentziaren arteko aldeari bide-galera deritzo. Beste era batera esanda, Friis Transmisio Ekuazioak dio bide-galera handiagoa dela maiztasun altuagoetan. Friis Transmisio Formularen emaitza honen garrantzia ezin da gehiegi azpimarratu. Horregatik funtzionatzen dute telefono mugikorrek, oro har, 2 GHz baino gutxiagotan. Baliteke maiztasun-espektro gehiago egotea maiztasun altuagoetan, baina horrekin lotutako bide-galerak ez du harrera kalitatezkoa ahalbidetuko. Friss Transmisio Ekuazioaren beste ondorio gisa, demagun 60 GHz-ko antenei buruz galdetzen dizutela. Maiztasun hau oso altua dela kontuan hartuta, esan dezakezu bide-galera altuegia izango dela distantzia luzeko komunikaziorako, eta guztiz arrazoi duzu. Maiztasun oso altuetan (60 GHz batzuetan mm (milimetro uhin) eskualdea deitzen zaio), bide-galera oso handia da, beraz, puntutik punturako komunikazioa bakarrik da posible. Hau gertatzen da hartzailea eta igorlea gela berean daudenean, eta elkarri begira daudenean. Friis Transmission Formularen beste korolario gisa, uste duzu telefono mugikorren operadoreak pozik daudela 700 MHz-tan funtzionatzen duen LTE (4G) banda berriarekin? Erantzuna baiezkoa da: antenak tradizionalki funtzionatzen duten maiztasuna baino baxuagoa da, baina [2] ekuaziotik, ikusten dugu bide-galera ere txikiagoa izango dela. Beraz, "lur gehiago estali" dezakete maiztasun-espektro honekin, eta Verizon Wireless-eko zuzendari batek duela gutxi "kalitate handiko espektroa" deitu zion horri, hain zuzen ere arrazoi horregatik. Oharra: Bestalde, telefono mugikorren fabrikatzaileek uhin-luzera handiagoa duen antena bat jarri beharko dute gailu trinko batean (maiztasun txikiagoa = uhin-luzera handiagoa), beraz, antena-diseinatzailearen lana apur bat konplexuagoa bihurtu da!

Azkenik, antenak polarizazio-parekatzean ez badaude, jasotako potentzia Polarizazio Galera Faktorearekin (PLF) biderkatu daiteke desadostasun hori behar bezala kontuan hartzeko. Goiko [2] ekuazioa alda daiteke Friis Transmisio Formula orokortu bat sortzeko, polarizazio-desadostasuna barne hartzen duena: