dalgalar
3B anten bağlantısı

TX anteninden RX analizine

RF kaynağından başlayan enerjinin anten deseniyle uzaya dağılıp serbest uzayda ilerlemesini ve RX anteninde güce dönüşmesini 3B olarak inceleyin.

Temel fikir: Anten güç üretmez; vericiden aldığı gücü uzaya belirli açılarda dağıtır. RX anteni de bulunduğu yöndeki alanı etkin açıklığı, yönelimi ve polarizasyon uyumuna göre toplar.
2.45 GHz · Patch TX → Patch RX

Fare/parmakla döndür, tekerlek ile yakınlaştır. Anten lobları açıya bağlı kazanç modelinden çizilir.

TX1TX2RX3B anten lobudalga cephesiyapıcı girişim
TX ana lobu RX doğrultusuna bakıyor. Serbest uzay Friis modeli uygulanıyor.
12.24 cmdalga boyu λ
66.2 dBserbest uzay yol kaybı
— dBmRX giriş gücü
— dBSNR
— V/mRX noktasındaki RMS E alanı
— nsyayılım gecikmesi
— cm²RX etkin açıklığı Aₑ
— mTX Fraunhofer sınırı 2D²/λ
— cmTX karakteristik fiziksel boyutu
— cmRX karakteristik fiziksel boyutu
— λTX→RX arası dalga boyu sayısı
—3B'de çizilen cephe aralığı
— dBmyalnız TX1 → RX katkısı
kapalıyalnız TX2 → RX katkısı
—RX yol farkı ΔR
—RX'teki göreli faz
—coherent birleşim / güç toplamı
1

RF kaynak

Osilatör ve güç yükselteci anten besleme noktasına zamana göre değişen gerilim/akım verir.

P_TX → V(t), I(t)
2

TX anten

İvmelenen yükler EM alan oluşturur. Anten geometrisi toplam gücü değil, gücün açısal dağılımını belirler.

EIRP(θ,φ)=P_TX G_TX(θ,φ)
3

Uzayda yayılım

Far-field’de enerji küresel alan üzerine yayılır; güç yoğunluğu yaklaşık 1/R² ile azalır.

S=P_TX G_TX/(4πR²)
4

RX analiz

RX anteni etkin açıklığı kadar gücü toplar; yönelim ve polarizasyon uyumsuzluğu alınan gücü azaltır.

P_RX=S A_e · cos²ψ

Çubuk / dipol (omni)

“Yönsüz” yalnız azimut düzleminde geçerlidir. İdeal yarım-dalga dipolün 3B deseni donut biçimindedir; çubuk ekseninde null oluşur.

  • Model: 2.15 dBi tepe kazanç
  • Azimutta 360° simetri
  • Elevasyon HPBW ≈ 78°
  • Fiziksel uzunluk ≈ 0.5λ

Patch anten değişince ne değişiyor?

Tek patch tipik olarak broadside, orta kazançlı ve görece geniş huzmelidir.

  • Model: 8 dBi tepe kazanç
  • HPBW ≈ 70°
  • Boyut ölçeği ≈ 0.5λ
  • Daha geniş hizalama toleransı

Yönlü anten değişince ne değişiyor?

Daha büyük elektriksel açıklık daha dar ana lob ve daha yüksek tepe kazanç üretir.

  • Model: 14 dBi tepe kazanç
  • HPBW ≈ 32°
  • Boyut ölçeği ≈ 2.0λ
  • Hizalama hatasına daha hassas
Dalga yönü nasıl okunmalı? Uzak alanda bir antenin faz cepheleri kaynağın etrafında yaklaşık küresel yayılır. Antenin “yönlü” olması cepheyi bir tüpe çevirmekten çok, farklı açılardaki alan genliğini değiştirir. Bu nedenle 3B sahnede cephe kabukları TX merkezlidir; patch/yönlü/dipol pattern'i hangi bölgelerin güçlü görüneceğini belirler. Kesikli TX→RX çizgisi yalnız alıcının örneklediği doğrultudur.
İkinci TX eklenince: Aynı frekansta faz kilitli iki vericinin güçleri doğrudan toplanmaz; önce kompleks alanlar toplanır. RX'teki yol farkı ΔR bir faz farkı 2πΔR/λ oluşturur. Başlangıç fazıyla birlikte alanlar aynı fazdaysa yapıcı, π kadar ters fazdaysa yıkıcı girişim oluşur. Kaynaklar bağımsızsa göreli faz zamanla kayar ve uzun zaman ortalamasında sabit girişim saçakları yerine yaklaşık güç toplamı görülür.
Güç değişince: Lineer bir antende besleme gücü değiştiğinde normalize edilmiş 3B lobun şekli değişmez. Uzak alandaki elektrik alan genliği yaklaşık E ∝ √PTX, güç yoğunluğu ise S ∝ PTX değişir. Bu nedenle sahnede lob geometrisi sabit kalır; alan göstergesi ve dalga cephelerinin parlaklığı değişir.
Frekans değişince: Bu simülasyon aynı anten tipinin λ ile ölçeklenmiş ideal ailesini kullanır. Bu nedenle normalize edilmiş kazanç deseni ve tepe dBi sabit tutulurken fiziksel anten boyutu λ ile, dalga cephesi aralığı doğrudan λ ile değişir. 3B anten sembolünün boyutu tüm frekanslarda görülebilmesi için sıkıştırılmış görsel ölçek kullanır; alttaki fiziksel boyut değeri gerçek λ oranıyla hesaplanır. Sabit fiziksel bir gerçek anteni frekanstan uzaklaştırmak ayrıca empedans, S11, verim ve desen değişimi gerektirir; bu ayrı bir detuning modelidir.
Model sınırı: Simülasyon serbest uzay, tek-yol ve far-field Friis modelidir. Anten desenleri gerçek bir üretici datasheet’i değil; yarım-dalga dipol/çubuk, patch ve dar-huzmeli yönlü anten fiziğini karşılaştırmak için normalize edilmiş öğretici 3B modellerdir. Dalga cepheleri fiziksel λ aralığına göre yerleştirilir; sahne çok fazla dalga boyu içerdiğinde performans için yaklaşık 48 faz kabuğuna kadar her N’inci λ çizilir ve N ekranda belirtilir. Alan parlaklığı geniş güç aralığını görünür tutmak için log-sıkıştırılmıştır; fiziksel alan hesabı E∝√P olarak yapılır. Yakın alan, çoklu yol, zemin yansıması, empedans/S11 ve gerçek anten verimi bu sürümde ayrı modellenmez.