New-Tech Magazine | May 2022 | Special Edition

משולחנו של מתכנן אנטנות: על המושגיםשבחמוחלט ) באנטנותקטנות וניידות MEG ושבחאפקטיבי ממוצע (

ElyL@afeka.ac.il פרופ' עלי לוין, מכללת אפקה להנדסה תל אביב,

עלינו להמיר כל ערך מדוד לסקלה לינארית על ידי:

. השבח המוחלט 2 במקרים רבים ניתן ומוצדק לסכם את ההספקים הנקלטים בשני קיטובים ניצבים (אנכי ואופקי), על ידי: (1) Ptot = Pv + Ph הוא ההספק הנקלט בקיטוב Pv היכן ש הוא ההספק הנקלט בקיטוב Ph אנכי, הוא ההספק הכולל. Ptot אופקי ו- באמצעות סיכום ההספקים נוכל גם לסכם את ערכי שבח ולקבל ערך גדול יותר עבור השבח, המשקף בצורה נאמנה את ביצועי האנטנה בתווך ללא קו ראייה. שבח זה, המצביע על ההספק הנקלט ללא תלות בקיטוב, נקרא "שבח מוחלט". (2) Gabs = Gv + Gh היות ומדידות הספק רדיו נעשות בסקלה לוגריתמית של דציבלים, אי אפשר לחבר דציבלים אלא יש צורך לעבור לסקלה לינארית, לסכם בהאת ערכי השבח, ולבסוף להמיר את התוצאה חזרה לדציבלים. נניח שמדדנו הספק נקלט בחתך זוויתי מסוים בקיטוב אנכי וגרף Pv(θ וקיבלנו גרף ( . dB בקיטוב אופקי, שניהם בסקלת Ph ) θ (

. הצורך בהגדרת ביצועים 1 ריאלית של אנטנות קטנות וניידות באנטנות המיועדות לתקשורת אלחוטית בתנאי דעיכה (ללא קו ראייה), מתברר שקיטוב הגלים המגיעים אל המקלט שונה מקיטוב הגלים המשודרים על ידי המשדר. תופעות של הסתרה, החזרה והתאבכות משנות את הקיטוב באופן אקראי ומשפיעות על איכות התקשורת בהיבטים של יחס אות לרעש, קצב המידע ורמת השגיאות. כאשר מעונינים לדעת את השבח של אנטנות קטנות המיועדות לתקשורת אלחוטית ניידת, כגון אנטנות סלולריות, מקובל למדוד עקומות RFID או WiFi , IOT קרינה במישורים הראשיים (אזימוט והגבהה) ולאמוד את השבח המכסימלי או הממוצע בעזרת אנטנות ייחוס. מדידה כזאת נעשית על פי רוב על ידי שידור בקיטוב לינארי המוגדר כקיטוב העיקרי, אך עקב הסיכוי של האנטנה לקלוט הספק גם בקיטובים אחרים, רצוי לבדוק גם את הקרינה בקיטוב לינארי ניצב.

(3) P(linear) = 10 P(dB)/10 כעת נוכל לסכם את הספקים בשני הקיטובים

(4) Ptot = Pv (linear) + Ph (linear)

ואת התוצאה להעביר לערך לוגריתמי:

(5) Pabs (dB) = 10 log 10 P tot (linear) . נניח שמדדנו 1 נדגים את התוצאה על ידי איור הספק נקלט בקיטוב אנכי על ידי גרף ראשון והספק נקלט בקיטוב אופקי על ידי גרף שני. הסיכום של שני הגרפים, שהוא הגרף העליון, מראה כי בכל זווית נתונה, מקבלים ערך גבוה מכל אחד משתי המדידות הנפרדות. אם שני הקיטובים הם באותו ערך, אז התוצאה מכל אחד מהם. אם קיטוב אחד 3 dB גדולה ב- חזק בהרבה מהקיטוב השני אז התוספת של הקיטוב השני היא קטנה או זניחה. לצרכים מעשיים נוכל לזרז את התהליך . עבור כל זווית נבדוק מיהו 1 בעזרת טבלה הקיטוב החזק ומיהו הקיטוב החלש. הערך

New-Tech Magazine l 82