سیگنال های UHF (فرکانس فوق العاده بالا) در محدوده فرکانس 300 مگاهرتز تا 3 گیگاهرتز کار می کنند و به طور گسترده در برنامه های مختلف از جمله پخش تلویزیونی ، ارتباطات موبایل و شناسایی فرکانس رادیویی (RFID) مورد استفاده قرار می گیرند. ما به عنوان یک تأمین کننده آنتن UHF ، ما نقش مهمی را که ارتفاع آنتن در تعیین عملکرد سیگنال های UHF ایفا می کند ، می فهمیم. در این وبلاگ ، ما اثرات آنتن را بر روی سیگنال های UHF بررسی خواهیم کرد ، و به اصول علمی و پیامدهای عملی می پردازیم.
ویژگی های انتشار سیگنال های UHF
قبل از بحث در مورد تأثیر ارتفاع آنتن ، درک ویژگی های انتشار سیگنال های UHF ضروری است. بر خلاف سیگنال های فرکانس پایین ، سیگنال های UHF تمایل دارند به صورت خط تر - از دید (LOS) سفر کنند. آنها به راحتی با موانعی مانند ساختمانها ، درختان و جو به راحتی جذب ، منعکس و پراکنده می شوند. این خصوصیات بدان معنی است که مسیر بین آنتن های انتقال دهنده و دریافت کننده برای انتقال بهینه سیگنال باید نسبتاً واضح باشد.
تأثیر ارتفاع آنتن در محدوده سیگنال
یکی از مهمترین تأثیرات ارتفاع آنتن بر روی سیگنال های UHF گسترش دامنه سیگنال است. هرچه آنتن بالاتر باشد ، سیگنال می تواند دورتر باشد. این مبتنی بر رابطه هندسی بین ارتفاع آنتن و انحنای زمین است.
فرمول محاسبه فاصله افق رادیویی (D) (در کیلومتر) برای یک آنتن انتقال دهنده ارتفاع (H_T) (در متر) و یک آنتن دریافت کننده ارتفاع (H_R) (در متر) توسط:
[d = 3.57 (\ sqrt {h_t}+\ sqrt {h_r})]
به عنوان مثال ، اگر یک آنتن انتقال دهنده در ارتفاع 10 متر قرار داشته باشد و یک آنتن دریافت کننده در ارتفاع 10 متر باشد ، فاصله افق رادیو (D = 3.57 (\ SQRT {10} + \ SQRT {10}) \ تقریبی 3.57 \ بار (3.16 + 3.16) = 3.57 \ Times6
اگر ارتفاع آنتن انتقال دهنده را به 100 متر افزایش دهیم در حالی که آنتن دریافت کننده را در 10 متر نگه می داریم ، فاصله افق رادیو (D = 3.57 (\ SQRT {100} + \ SQRT {10}) \ تقریبی 3.57 \ بار (10 + 3.16) = 3.57 \ Times13.1316 \ times46 \ times46 \ times.
در برنامه های کاربردی ، یک آنتن UHF بالاتر قرار دارد می تواند یک منطقه بزرگتر را پوشش دهد ، که به ویژه برای ایستگاه های پخش و شبکه های ارتباطی بی سیم بسیار مهم است. به عنوان مثال ، یک ایستگاه رادیویی با استفاده از فرکانس UHF می تواند با افزایش ارتفاع آنتن انتقال دهنده آن به شنوندگان بیشتری برسد.
تأثیر بر قدرت و کیفیت سیگنال
ارتفاع آنتن همچنین تأثیر مستقیمی بر قدرت و کیفیت سیگنال دارد. هنگامی که یک آنتن در موقعیت بالاتری قرار می گیرد ، می تواند از بسیاری از موانعی که در غیر این صورت باعث کاهش سیگنال می شود ، جلوگیری کند. موانع در سطح زمین ، مانند ساختمانها و پوشش گیاهی ، می توانند سیگنال های UHF را جذب و پراکنده کنند و منجر به کاهش قدرت سیگنال شوند.
آنتن بالاتر همچنین می تواند میزان تداخل چندتایی را کاهش دهد. تداخل چندگانه هنگامی اتفاق می افتد که سیگنال به دلیل بازتاب از اشیاء اطراف ، از طریق چندین مسیر به آنتن دریافت کننده برسد. این سیگنال های منعکس شده می توانند با سیگنال مستقیم تداخل داشته باشند و باعث محو شدن سیگنال و اعوجاج می شوند. با بالا بردن آنتن ، مسیر مستقیم بین انتقال و دریافت آنتن غالب تر می شود و تأثیر تداخل چندتایی را کاهش می دهد.
به عنوان مثال ، در یک محیط شهری ، یک آنتن UHF که بر روی سقف یک ساختمان بلند نصب شده است ، به طور کلی سیگنال قوی تر و پایدارتری را در مقایسه با آنتن قرار می دهد که در سطح زمین قرار دارد. این برای برنامه هایی مانند پذیرش تلویزیون ماهواره ای مفید است ، که در آن سیگنال واضح و قوی لازم است. ماماهواره دریافت آنتنبه گونه ای طراحی شده است که به طور مؤثر در ارتفاعات مختلف کار کند ، اما نصب بالاتر اغلب می تواند منجر به عملکرد بهتر شود.
تأثیر بر الگوی پوشش
ارتفاع آنتن همچنین می تواند بر الگوی پوشش سیگنال های UHF تأثیر بگذارد. در ارتفاعات آنتن پایین ، سیگنال تمایل دارد که در مجاورت آنتن بیشتر متمرکز شود. با افزایش ارتفاع آنتن ، الگوی پوشش بیشتر پخش می شود.
یک آنتن با ارتفاع کم ممکن است یک الگوی پوشش داشته باشد که بیشتر به یک منطقه کوچک و دایره ای در اطراف آنتن محدود می شود. این می تواند برای برنامه هایی که در آن سیگنال بومی شده مورد نیاز است ، مانند سیستم های ارتباطی بی سیم در ساختمان مناسب باشد. ماآنتن UHF در رادیو داخلیبرای ارائه سیگنال قابل اعتماد در یک ساختمان طراحی شده است و نصب نسبتاً کم آن برای این منظور بهینه شده است.
از طرف دیگر ، یک آنتن با ارتفاع زیاد می تواند الگوی پوشش گسترده تری را فراهم کند. این منطقه می تواند یک منطقه جغرافیایی بزرگتر را پوشش دهد ، و آن را برای برنامه هایی مانند پخش منطقه ای یا شبکه های بی سیم در مقیاس بزرگ مناسب می کند.
ملاحظات برنامه های مختلف
پخش
در پخش تلویزیون و رادیو UHF ، ارتفاع آنتن یک عامل مهم است. آنتن های بالاتر می توانند منطقه مخاطبان بیشتری را پوشش دهند و دسترسی به سیگنال پخش را افزایش دهند. ایستگاه های پخش غالباً در برج های انتقال بلند سرمایه گذاری می کنند تا اطمینان حاصل شود که سیگنال های UHF آنها می توانند به هر چه بیشتر بینندگان و شنوندگان برسند.
ارتباطات همراه
در شبکه های ارتباطی موبایل ، آنتن های ایستگاه پایه معمولاً در ارتفاع مشخصی نصب می شوند تا یک منطقه پوشش گسترده را فراهم کنند. ارتفاع آنتن بر تعداد کاربرانی که می توانند در یک سلول ارائه شوند تأثیر می گذارد. یک آنتن بالاتر می تواند یک سطح سلول بزرگتر را پوشش دهد و تعداد ایستگاه های پایه مورد نیاز برای پوشاندن یک منطقه معین را کاهش دهد.
سیستم های RFID
در سیستم های RFID ، ارتفاع آنتن باید بر اساس نیازهای کاربردی با دقت در نظر گرفته شود. به عنوان مثال ، در یک سیستم مدیریت موجودی انبار ، یک آنتن با ارتفاع کم ممکن است برای خواندن برچسب ها در موارد ذخیره شده در قفسه ها در فاصله نزدیک استفاده شود. با این حال ، در یک برنامه RFID در فضای باز در مقیاس بزرگ ، مانند ردیابی وسایل نقلیه در بندر ، ممکن است برای پوشاندن یک منطقه بزرگتر به آنتن بالاتر نیاز باشد. ماآنتن موقعیت یابی هوشمند رادیو داخلیبا توجه به نیازهای خاص برنامه موقعیت یابی داخلی می توان از نظر ارتفاع تنظیم کرد.
پایان
در نتیجه ، ارتفاع آنتن تأثیر عمیقی بر سیگنال های UHF دارد. این می تواند دامنه سیگنال را گسترش دهد ، قدرت و کیفیت سیگنال را بهبود بخشد و الگوی پوشش را تغییر دهد. ما به عنوان یک تأمین کننده آنتن UHF ، طیف گسترده ای از آنتن های مناسب برای ارتفاعات و برنامه های مختلف آنتن را ارائه می دهیم. این که آیا برای استفاده در فضای داخلی ، پذیرایی ماهواره ای یا شبکه های بی سیم در مقیاس بزرگ به آنتن نیاز دارید ، ما راه حل مناسبی برای شما داریم.
اگر علاقه مند به خرید آنتن های UHF برای برنامه خاص خود هستید ، ما از شما دعوت می کنیم تا برای کسب اطلاعات بیشتر با ما تماس بگیرید و در مورد نیازهای خود صحبت کنید. تیم متخصصان ما خوشحال خواهند شد که به شما در انتخاب مناسب ترین آنتن کمک کنند و مشاوره حرفه ای در مورد نصب و بهره برداری ارائه دهند.
منابع
- Stutzman ، WL ، & Thiele ، GA (2012). نظریه و طراحی آنتن. ویلی
- Balanis ، CA (2016). نظریه آنتن: تجزیه و تحلیل و طراحی. ویلی
- ITU - توصیه های مربوط به انتشار UHF ، اتحادیه بین المللی ارتباطات.
