מודלים מתמטיים בהנדסה
הבנה וקלקולינג ליד שדה ופרקי שדה רחוקים באנטנות
Table of Contents
הבנת הדפוסים של אנטנה בשדה קרוב ושדה רחוק היא חיונית לתכנון וניתוח מערכות תקשורת אלחוטיות.תבניות אלה מתארות כיצד אנאנטנות מקרינה אנרגיה אלקטרומגנטית במרחקים שונים מהאנטנה.
אזור ליד שדה
האזור ליד שדה הוא האזור קרוב לאנטנה, בדרך כלל בתוך כמה אורכי גל. באזור זה, שדות אלקטרומגנטיים מורכבים וכוללים מרכיבים תגובתיים ורדיוטיביים.התנהגות השדות כאן מושפעת מהמבנה של האנטנה והפצה הנוכחית.
מדדים וניתוחים בשדה הסמוך חשובים לתכנון אנטנה, במיוחד עבור יישומים הדורשים שליטה מדויקת על הסביבה האלקטרומגנטית, כגון תקשורת ובדיקות אנטנה של שדה קרוב.
אזור מרוחק
אזור השדה הרחוק משתרע מעבר לכמה אורכי גל מהאנטנה. באזור זה, הגלים האלקטרומגנטיים הם בעיקר קורנטיביים, והשדות מתנהגים כגלי מטוסים.תבנית הקרינה יציבה וניתן לאפיין אותה בדפוס הקרינה של האנטנה.
מדידות פארפילד משמשות כדי לקבוע את רווח האנטנה, הישירות ויעילות הקרינה. פרמטרים אלה הם קריטיים להבנת כמה טוב האנטנה משדרת או מקבלת אותות על פני מרחקים ארוכים.
חישוב תבניות
חישוב של תבניות שדה קרוב ושדה רחוק כרוך שיטות שונות.ד דפוסי שדה ליד מתקבלים לעתים קרובות באמצעות סימולציות מספריות או מדידות באמצעות בדיקות מיוחדות. תבניות פארפילד נגזרות מהנתונים ליד שדה באמצעות שינויים מתמטיים כגון Fourier Transforms.
נוסחאות סטנדרטיות מתייחסות למרחק האנטנה לאזור המרוחק, המוגדר בדרך כלל כ:
- מרחק וגיל; 2D2 / λ, שבו D הוא הממד הגדול ביותר של האנטנה ו λ הוא אורך הגל.
חישובים מדויקים הם חיוניים עבור אופטימיזציה של ביצועים אנטנה ביישומים שונים, מתקשורת לווינית למכשירים ניידים.