Dëst Kapitel stellt déi fundamental Parameter vun der drahtloser Kommunikatioun vir, mat dem Zil, d'Roll vun Antennen a Kommunikatiounssystemer besser ze verstoen. Drahtlos Kommunikatioun gëtt a Form vun elektromagnetesche Wellen duerchgefouert, dofir ass et essentiell, d'Ausbreedungseigenschaften vun de Wellen ze verstoen.
An dësem Kapitel wäerte mir déi folgend Parameteren diskutéieren:
•Frequenz
•Wellenlängt
• Impedanzanpassung
• VSWR & Reflektéiert Leeschtung
•Bandbreet
•Prozentual Bandbreet
•Stralungsintensitéit
Elo, loosst eis se am Detail ukucken.
Frequenz:
No der Standarddefinitioun ass d'Frequenz d'Zuel vun de Widderhuelunge vun enger Well pro Zäiteenheet. Einfach ausgedréckt beschreift d'Frequenz, wéi dacks en Evenement geschitt. Eng periodesch Well widderhëlt sech all T Sekonnen (eng Period), an hir Frequenz ass d'Géigendeel vun der Zäitperiod T.
Mathematesch gesäit et wéi follegt aus:
$$f = \frac{1}{T}$$
•F representéiert d'Frequenz vun enger periodescher Well, während
•T ass d'Zäit, déi néideg ass fir ee komplette Zyklus ofzeschléissen.
D'Frequenz gëtt an Hertz gemooss, ofgekierzt als Hz.
D'Figur uewen illustréiert eng Sinuswell, déi d'Spannung (a mV) als Funktioun vun der Zäit (a ms) duerstellt. Dës Welleform widderhëlt sech all 2t Millisekonnen; dofir ass hir Period T = 2t ms, an hir Frequenz f = 1/(2t) kHz.
Wellelängt:
No der Standarddefinitioun gëtt d'Distanz tëscht zwou hannereneen Spëtzten oder zwou hannereneen Déiften als Wellelängt bezeechent.
Einfach ausgedréckt ass d'Wellenlängt den Ofstand tëscht zwou benachbarten positiven oder zwou benachbarten negativen Héichpunkter. D'Figur hei ënnendrënner weist eng periodesch Welleform, mat der Wellelängt (λ) an der Amplitude markéiert. Wat méi héich d'Frequenz ass, wat méi kuerz d'Wellenlängt ass, an ëmgekéiert.
D'Formel fir d'Wellenlängt ass:
$$\lambda = \frac{c}{f}$$
•λ representéiert d'Wellenlängt
•C ass d'Liichtgeschwindegkeet ($3 × 10^8$ Meter pro Sekonn)
•F ass d'Frequenz
D'Wellenlängt λ gëtt a Längteneenheeten ausgedréckt, wéi Meter, Féiss oder Zoll. Déi üblech Eenheet ass de Meter.
Impedanzanpassung:
No der Standarddefinitioun geschitt d'Impedanzanpassung wann d'Impedanz vum Sender ongeféier gläich wéi d'Impedanz vum Empfänger ass.
Et ass néideg, datt d'Impedanz tëscht der Antenn an dem Circuit ugepasst gëtt. D'Impedanzen vun der Antenn, der Transmissiounsleitung an dem Circuit sollten ugepasst sinn, fir eng maximal Leeschtungsiwwerdroung tëscht der Antenn an dem Empfänger oder Sender z'erreechen.
D'Noutwennegkeet vum Matching
Resonant Geräter kënne bannent bestëmmte Schmalbandfrequenzen optimal Leeschtung liwweren. Als resonant Geräter kann eng Antenn eng besser Leeschtung erreechen, wann hir Impedanz richteg ugepasst ass.
• Wann d'Antenneimpedanz mat der Impedanz vum fräie Raum iwwereneestëmmt, gëtt d'Leeschtung, déi vun der Antenn ausgestraalt gëtt, effektiv iwwerdroen.
• Fir eng Empfangsantenn soll hir Ausgangsimpedanz mat der Inputimpedanz vum Empfangsverstärkerkrees iwwereneestëmmen.
• Fir eng Sendeantenn soll hir Inputimpedanz mat der Outputimpedanz vum Sendeverstärker souwéi mat der charakteristescher Impedanz vun der Transmissiounsleitung iwwereneestëmmen.
D'Impedanz gëtt an Ohm gemooss, bezeechent mam Symbol Z.
VSWR & Reflektéiert Leeschtung:
No der Standarddefinitioun gëtt d'Verhältnes vun der maximaler Spannung zu der minimaler Spannung an enger stoender Welle als Spannungsstandwellenverhältnis (VSWR) bezeechent.
Wann d'Impedanzen vun der Antenn, der Transmissiounsleitung an dem Circuit net iwwereneestëmmen, kann d'Leeschtung net effektiv ausgestraalt ginn; amplaz gëtt en Deel vun der Leeschtung zréckreflektéiert.
Déi wichtegst Charakteristike sinn—
• De Parameter, deen de Grad vun der Impedanzmismatch ugeet, gëtt Spannungsstandwellenverhältnis (VSWR) genannt.
• VSWR steet fir Voltage Standing Wave Ratio a gëtt och allgemeng als SWR bezeechent.
• Wat méi grouss d'Impedanzmismatch ass, wat méi héich ass de VSWR-Wäert
•Fir effektiv Stralung z'erreechen, ass den ideale VSWR-Wäert 1:1
• Reflektéiert Leeschtung bezitt sech op den Deel vun der no vir geriichter Leeschtung, deen verschwend gëtt. Reflektéiert Leeschtung a VSWR beschreiwen am Fong datselwecht physikalescht Phänomen aus verschiddene Perspektiven.
Bandbreet:
No der Standarddefinitioun gëtt de Frequenzband bannent engem spezifizéierte Wellelängteberäich, deen fir eng bestëmmt Kommunikatioun zougewise gëtt, Bandbreet genannt.
Wann e Signal geschéckt oder empfaange gëtt, funktionéiert et an engem bestëmmte Frequenzberäich. Dëse spezifesche Frequenzberäich gëtt engem bestëmmte Signal zougewisen, fir Stéierungen duerch aner Signaler während der Iwwerdroung ze verhënneren.
• Bandbreet bezitt sech op de Frequenzberäich tëscht den Héichfrequenz- a Nidderfrequenzgrenzen vun enger Signaliwwerdroung.
• Wann d'Bandbreet zougewise gouf, kann se net méi vun aneren benotzt ginn
• De ganze Spektrum ass a Bandbreetsegmenter opgedeelt, déi all verschiddene Sender zougewisen sinn
Déi Bandbreet, iwwer déi mir just diskutéiert hunn, kann och als absolut Bandbreet bezeechent ginn.
Prozentsaz Bandbreet:
No der Standarddefinitioun gëtt d'Verhältnes vun der absoluter Bandbreet zu hirer Mëttelfrequenz als Prozentsazbandbreet bezeechent.
D'Frequenz an engem Band, bei där d'Signalstäerkt hire Maximum erreecht, gëtt Resonanzfrequenz genannt, och bekannt als Mëttelfrequenz vum Band, bezeechent als fC.
•Déi méi héich an déi méi niddreg Frequenzen vum Band ginn als fH respektiv fL bezeechent.
•Déi absolut Bandbreet gëtt duerch fH − fL gegeben
• Fir d'Breet vun engem Frequenzband ze evaluéieren, ass et néideg seng fraktionell Bandbreet oder Prozentsazbandbreet ze berechnen
Déi prozentual Bandbreet gëtt berechent fir de Beräich vu Frequenzvariatiounen ze verstoen, déi eng Komponent oder e System veraarbechte kann.
•fH bezeechent déi méi héich Frequenz
•fL bezeechent déi ënnescht Frequenz
•fc bezeechent d'Mëttelfrequenz
Wat méi grouss d'prozentual Bandbreet ass, wat méi breet d'Kanalbandbreet ass.
Stralungsintensitéit:
D'Stralungsintensitéit gëtt definéiert als d'Ausstralungsleistung pro Eenheet vum Rühmenwénkel.
Eng Antenn straalt méi intensiv a bestëmmte Richtungen, déi hirer maximaler Stralungsintensitéit entspriechen. De maximal méigleche Beräich vun der Stralung gëtt duerch d'Stralungsintensitéit charakteriséiert.
Mathematesch Ausdrock
D'Stralungsintensitéit gëtt kritt andeems d'ausgestraalt Leeschtungsdicht mam Quadrat vun der radialer Distanz multiplizéiert gëtt:
Woubei U d'Stralungsintensitéit ass, r den radialen Ofstand an （Wrad） d'ausgestraalt Leeschtungsdicht ass.
•U representéiert d'Stralungsintensitéit
•r representéiert d'radial Distanz
•Wrad representéiert d'Ausstralungsleistungsdicht
Déi uewe genannte Gleichung dréckt d'Stralungsintensitéit vun der Antenn aus. Déi radial Distanz gëtt heiansdo mam Symbol Φ bezeechent.
D'Eenheet vun der Stralungsintensitéit ass Watt pro Steradian (W/sr) oder Watt pro Quadradradian (W/rad²).
Fir méi iwwer Antennen ze léieren, gitt w.e.g. op:
Zäitpunkt vun der Verëffentlechung: 26. Mäerz 2026
