ஒரு ஆண்டெனாவின் பெறும் திறனைக் கணக்கிடுவதற்குப் பயன்படும் ஒரு பயனுள்ள அளவுரு என்பதுபயனுள்ள பகுதிஅல்லதுபயனுள்ள துளைபெறும் ஆன்டெனா போன்ற அதே முனைவாக்கம் கொண்ட ஒரு தள அலை, ஆன்டெனா மீது படுவதாகக் கருதுவோம். மேலும், அந்த அலையானது ஆன்டெனா அதிகபட்ச கதிர்வீச்சின் திசையில் (அதாவது, அதிகபட்ச ஆற்றல் பெறப்படும் திசையில்) ஆன்டெனா நோக்கிப் பயணிக்கிறது என்றும் கருதுவோம்.

பின்னர் அந்தபயனுள்ள துளைஒரு அளவுரு, கொடுக்கப்பட்ட ஒரு தள அலையிலிருந்து எவ்வளவு ஆற்றல் பெறப்படுகிறது என்பதை விவரிக்கிறது.pதள அலையின் ஆற்றல் அடர்த்தி (W/m^2 இல்) ஆக இருக்கட்டும்.பி_டிஇது ஆண்டெனாவின் ரிசீவருக்குக் கிடைக்கும் ஆண்டெனா முனையங்களில் உள்ள சக்தியை (வாட்ஸில்) குறிக்கிறது, பின்னர்:

எனவே, பயனுள்ள பரப்பளவு என்பது, தள அலையிலிருந்து எவ்வளவு ஆற்றல் உள்வாங்கப்பட்டு ஆன்டெனாவால் வழங்கப்படுகிறது என்பதைக் குறிக்கிறது. இந்தப் பரப்பளவானது, ஆன்டெனாவுக்கே உரிய இழப்புகளையும் (ஓமிக் இழப்புகள், மின்காப்பு இழப்புகள் போன்றவை) கணக்கில் எடுத்துக்கொள்கிறது.

எந்தவொரு ஆண்டெனாவின் உச்ச ஆண்டெனா ஆதாயத்தின் (G) அடிப்படையில், பயனுள்ள துளைக்கான ஒரு பொதுவான தொடர்பு பின்வருமாறு கொடுக்கப்பட்டுள்ளது:

கொடுக்கப்பட்ட பயனுள்ள துளை கொண்ட அறியப்பட்ட ஆண்டெனாவுடன் ஒப்பிடுவதன் மூலமாகவோ, அல்லது அளவிடப்பட்ட ஆதாயம் மற்றும் மேற்கண்ட சமன்பாட்டைப் பயன்படுத்தி கணக்கிடுவதன் மூலமாகவோ, உண்மையான ஆண்டெனாக்களில் பயனுள்ள துளை அல்லது பயனுள்ள பரப்பளவை அளவிட முடியும்.

ஒரு தள அலையிலிருந்து பெறப்படும் ஆற்றலைக் கணக்கிடுவதற்கு, பயனுறு துளை என்பது ஒரு பயனுள்ள கருத்தாக இருக்கும். இதைச் செயல்பாட்டில் காண, ஃபிரிஸ் கடத்தல் சூத்திரம் பற்றிய அடுத்த பகுதிக்குச் செல்லவும்.

ஃப்ரைஸ் டிரான்ஸ்மிஷன் சமன்பாடு

இந்தப் பக்கத்தில், ஆன்டெனா கோட்பாட்டின் மிக அடிப்படையான சமன்பாடுகளில் ஒன்றான,ஃப்ரிஸ் பரிமாற்ற சமன்பாடுஒரு ஆண்டெனாவிலிருந்து பெறப்படும் சக்தியை (பெருக்கத்துடன்) கணக்கிட ஃபிரிஸ் பரிமாற்றச் சமன்பாடு பயன்படுத்தப்படுகிறது.G1), மற்றொரு ஆண்டெனாவிலிருந்து (பெறுமானத்துடன்) அனுப்பப்படும்போதுG2), ஒரு தூரத்தால் பிரிக்கப்பட்டRமற்றும் அதிர்வெண்ணில் இயங்குகிறதுfஅல்லது அலைநீள லாம்ப்டா. இந்தப் பக்கத்தை ஓரிரு முறை படிப்பது பயனுள்ளது, மேலும் இதை முழுமையாகப் புரிந்துகொள்ள வேண்டும்.

ஃப்ரிஸ் டிரான்ஸ்மிஷன் ஃபார்முலாவின் வழித்தோன்றல்

ஃப்ரீஸ் சமன்பாட்டின் வருவித்தலைத் தொடங்க, திறந்த வெளியில் (அருகில் தடைகள் ஏதுமின்றி) ஒரு குறிப்பிட்ட தூரத்தால் பிரிக்கப்பட்ட இரண்டு ஆன்டெனாக்களைக் கருத்தில் கொள்வோம்.R:

அனுப்பு அலைவாங்கிக்கு （）வாட்ஸ் மொத்தத் திறன் வழங்கப்படுகிறது எனக் கொள்வோம். தற்போதைக்கு, அனுப்பு அலைவாங்கி அனைத்துத் திசைகளிலும் செயல்படக்கூடியது, இழப்பற்றது, மற்றும் பெறு அலைவாங்கி அனுப்பு அலைவாங்கியின் தொலைவுப் புலத்தில் உள்ளது எனக் கொள்வோம். அப்படியானால், திறன் அடர்த்திpபெறும் ஆன்டெனா மீது ஒரு தூரத்தில் படும் தள அலையின் (ஒரு சதுர மீட்டருக்கு வாட்களில்) அளவு.Rஅனுப்பு ஆண்டெனாவிலிருந்து வருவது பின்வருமாறு கொடுக்கப்பட்டுள்ளது:

படம் 1. அனுப்பும் (Tx) மற்றும் பெறும் (Rx) ஆண்டெனாக்கள் பிரிக்கப்பட்டுள்ளனR.

அனுப்பும் ஆண்டெனாவின் ஆதாயம், பெறும் ஆண்டெனாவின் திசையில் ( ) எனக் கொடுக்கப்பட்டால், மேலே உள்ள திறன் அடர்த்தி சமன்பாடு பின்வருமாறு மாறும்:

ஆதாயக் காரணியானது ஒரு உண்மையான ஆன்டெனாளின் திசைத்தன்மை மற்றும் இழப்புகளைக் கணக்கில் எடுத்துக்கொள்கிறது. இப்போது, பெறும் ஆன்டெனா பின்வரும் சமன்பாட்டால் கொடுக்கப்பட்ட ஒரு பயனுள்ள துளையைக் கொண்டுள்ளது என்று கருதுவோம்.( )அப்படியானால், இந்த ஆன்டெனா ( ) பெறும் திறன் பின்வருமாறு கொடுக்கப்படுகிறது:

எந்தவொரு ஆண்டெனாவின் பயனுள்ள துளையை பின்வருமாறும் வெளிப்படுத்தலாம் என்பதால்:

இதன் விளைவாகப் பெறப்பட்ட ஆற்றலை பின்வருமாறு எழுதலாம்:

சமன்பாடு 1

இது ஃப்ரைஸ் பரிமாற்ற சூத்திரம் என்று அழைக்கப்படுகிறது. இது வெற்றிடப் பாதை இழப்பு, ஆன்டெனா ஆதாயங்கள் மற்றும் அலைநீளம் ஆகியவற்றை, பெறப்பட்ட மற்றும் அனுப்பப்பட்ட ஆற்றல்களுடன் தொடர்புபடுத்துகிறது. இது ஆன்டெனா கோட்பாட்டின் அடிப்படைச் சமன்பாடுகளில் ஒன்றாகும், மேலும் இது (மேலே உள்ள வருவித்தலுடன் சேர்த்து) நினைவில் கொள்ளப்பட வேண்டும்.

ஃபிரிஸ் பரிமாற்றச் சமன்பாட்டின் மற்றொரு பயனுள்ள வடிவம் சமன்பாடு [2]-இல் கொடுக்கப்பட்டுள்ளது. அலைநீளம் மற்றும் அதிர்வெண் f ஆகியவை ஒளியின் வேகம் c-ஆல் தொடர்புடையவை என்பதால் (அதிர்வெண் அறிமுகப் பக்கத்தைப் பார்க்கவும்), அதிர்வெண் அடிப்படையில் ஃபிரிஸ் பரிமாற்றச் சூத்திரத்தை நாம் பெறுகிறோம்:

சமன்பாடு 2

சமன்பாடு [2] அதிக அதிர்வெண்களில் அதிக ஆற்றல் இழக்கப்படுகிறது என்பதைக் காட்டுகிறது. இது ஃபிரிஸ் பரிமாற்ற சமன்பாட்டின் ஒரு அடிப்படை முடிவாகும். இதன் பொருள், குறிப்பிட்ட ஆதாயங்களைக் கொண்ட ஆண்டெனாக்களுக்கு, குறைந்த அதிர்வெண்களில் ஆற்றல் பரிமாற்றம் மிக அதிகமாக இருக்கும். பெறப்பட்ட ஆற்றலுக்கும் அனுப்பப்பட்ட ஆற்றலுக்கும் உள்ள வேறுபாடு பாதை இழப்பு என்று அழைக்கப்படுகிறது. வேறுவிதமாகக் கூறினால், ஃபிரிஸ் பரிமாற்ற சமன்பாடு அதிக அதிர்வெண்களுக்கு பாதை இழப்பு அதிகமாக இருக்கும் என்று கூறுகிறது. ஃபிரிஸ் பரிமாற்ற சூத்திரத்திலிருந்து வரும் இந்த முடிவின் முக்கியத்துவத்தை மிகைப்படுத்த முடியாது. இதனால்தான் கைபேசிகள் பொதுவாக 2 GHz-க்கும் குறைவான அதிர்வெண்களில் இயங்குகின்றன. அதிக அதிர்வெண்களில் அதிக அதிர்வெண் நிறமாலை கிடைக்கக்கூடும், ஆனால் அதனுடன் தொடர்புடைய பாதை இழப்பு தரமான வரவேற்பை சாத்தியமாக்காது. ஃபிரிஸ் பரிமாற்ற சமன்பாட்டின் மற்றொரு விளைவாக, உங்களிடம் 60 GHz ஆண்டெனாக்கள் பற்றி கேட்கப்படுகிறது என்று வைத்துக்கொள்வோம். இந்த அதிர்வெண் மிகவும் அதிகம் என்பதைக் குறிப்பிட்டு, நீண்ட தூரத் தொடர்புக்கு பாதை இழப்பு மிக அதிகமாக இருக்கும் என்று நீங்கள் கூறலாம் - மேலும் நீங்கள் கூறுவது முற்றிலும் சரி. மிக அதிக அதிர்வெண்களில் (60 GHz சில நேரங்களில் mm (மில்லிமீட்டர் அலை) பகுதி என்று குறிப்பிடப்படுகிறது), பாதை இழப்பு மிக அதிகமாக உள்ளது, எனவே புள்ளிக்கு-புள்ளி தொடர்பு மட்டுமே சாத்தியமாகும். ரிசீவரும் டிரான்ஸ்மிட்டரும் ஒரே அறையில், ஒன்றுக்கொன்று நேருக்கு நேர் இருக்கும்போது இது நிகழ்கிறது. ஃப்ரைஸ் டிரான்ஸ்மிஷன் ஃபார்முலாவின் ஒரு கூடுதல் துணைவிதியாக, 700MHz-ல் இயங்கும் புதிய LTE (4G) பேண்ட் குறித்து மொபைல் போன் ஆபரேட்டர்கள் மகிழ்ச்சியாக இருக்கிறார்கள் என்று நினைக்கிறீர்களா? பதில் ஆம்: இது ஆண்டெனாக்கள் பாரம்பரியமாக இயங்கும் அதிர்வெண்ணை விடக் குறைவானது, ஆனால் சமன்பாடு [2]-இலிருந்து, பாதை இழப்பும் குறைவாக இருக்கும் என்பதை நாம் கவனிக்கிறோம். எனவே, இந்த அதிர்வெண் ஸ்பெக்ட்ரம் மூலம் அவர்களால் "அதிக பரப்பளவை உள்ளடக்க" முடியும், மேலும் வெரிசோன் வயர்லெஸ் நிர்வாகி ஒருவர் சமீபத்தில் இந்த காரணத்திற்காகவே இதை "உயர்தர ஸ்பெக்ட்ரம்" என்று அழைத்தார். பக்கக் குறிப்பு: மறுபுறம், செல்போன் தயாரிப்பாளர்கள் ஒரு சிறிய சாதனத்தில் பெரிய அலைநீளம் கொண்ட ஆண்டெனாவைப் பொருத்த வேண்டும் (குறைந்த அதிர்வெண் = பெரிய அலைநீளம்), எனவே ஆண்டெனா வடிவமைப்பாளரின் வேலை இன்னும் கொஞ்சம் சிக்கலாகிவிட்டது!

இறுதியாக, ஆண்டெனாக்கள் துருவமுனைப்புப் பொருத்தம் செய்யப்படவில்லை என்றால், இந்த பொருந்தாமையைச் சரியாகக் கணக்கிட, மேலே பெறப்பட்ட சக்தியை துருவமுனைப்பு இழப்புக் காரணியுடன் (PLF) பெருக்கலாம். துருவமுனைப்புப் பொருந்தாமையை உள்ளடக்கிய ஒரு பொதுவான ஃப்ரைஸ் பரிமாற்ற சூத்திரத்தை உருவாக்க, மேலே உள்ள சமன்பாடு [2] மாற்றியமைக்கப்படலாம்: