Directivitas est parametrus antennae fundamentalis. Haec est mensura quomodo forma radiationis antennae directionalis est. Antenna quae aequaliter in omnes directiones radiat directivitatem habebit aequalem 1. (Hoc aequivalet zero decibelis -0 dB).
Functio coordinatarum sphaericarum ut figura radiationis normalizata scribi potest:
[Aequatio 1]
Forma radiationis normalizata eandem formam habet quam forma radiationis originalis. Forma radiationis normalizata magnitudine reducitur ita ut valor maximus formae radiationis sit aequalis 1. (Maxima est aequatio [1] functionis "F"). Mathematice, formula directionalitatis (typi "D") sic scribitur:
Haec aequatio directionalis intricata videri potest. Attamen, formae radiationis molecularum maximi momenti sunt. Denominator potentiam mediam in omnes directiones radiatam repraesentat. Aequatio deinde mensura est potentiae maximae radiatae divisae per mediam. Hoc directivitatem antennae dat.
Paradigma directionale
Exempli gratia, considera duas aequationes sequentes pro figura radiationis duarum antennarum.
Antenna 1
Antenna II
Hae formae radiationis in Figura 1 delineantur. Nota bene modum radiationis tantum functionem esse anguli polaris theta(θ). Forma radiationis non est functio azimuthi. (Forma radiationis azimuthalis immutata manet.) Forma radiationis primae antennae minus directionalis est quam forma radiationis secundae antennae. Ergo, directivitatem inferiorem pro prima antenna exspectamus.
figura 1. Diagramma formae radiationis antennae. Num magnam directionalitatem habet?
Formula [1] utentes, computare possumus antennam maiorem directivitatem habere. Ad intellegentiam tuam comprobandam, de Figura 1 cogita et quid sit directitas. Deinde determina quae antenna maiorem directivitatem habeat sine ulla mathematica utendo.
Pro resultatibus calculi directionalis, formulam [1] adhibe:
Computatio antennae directionalis 1, 1.273 (1.05 dB).
Computatio antennae directionalis 2, 2.707 (4.32 dB).
Directivitas aucta antennam magis focalizatam vel directionalem significat. Hoc significat antennam bipartitam potentiam directionalem 2.707 vicibus maiorem cacuminis sui habere quam antenna omnidirectionalis. Antenna 1 potentiam 1.273 vicibus maiorem quam antenna omnidirectionalis accipiet. Antennae omnidirectionales ut referentia communis adhibentur, etiamsi nullae antennae isotropicae exstant.
Antennae telephonicae cellulares directivitatem humilem habere debent, quia signa ex quavis directione venire possunt. Contra, antennae satellitum directivitatem magnam habent. Antenna satellitum signa ex directione fixa accipit. Exempli gratia, si antennam televisionis satellitis emeris, societas tibi dicet quo eam dirigere debeas et antenna signum desideratum recipiet.
Finituri sumus indice generum antennarum earumque directivitatis. Hoc tibi ideam dabit de quali directionalitate communi sit.
Typus antennae Directivitas typica Directivitas typica [decibel] (dB)
Antenna dipolaris brevis 1.5 1.76
Antenna dipolaris semi-undae 1.64 2.15
Antenna microstrip (patch) 3.2-6.3 5-8
Antenna cornua 10-100 10-20
Antenna parabolica 10-10,000 10-40
Ut data supra ostendunt, directivitatem antennae magnopere variare. Quare interest directivitatem intellegere cum optimam antennam pro applicatione tua specifica eligis. Si energiam ex multis directionibus in una directione mittere vel accipere debes, antennam cum directivitate humili designare debes. Exempla applicationum antennarum directivitatis humilis includunt radios autocinetorum, telephona mobilia, et accessum interretialem sine filo per computatra. Contra, si teledetectionem vel translationem potentiae directam agis, antenna valde directionalis requiretur. Antennae valde directionales translationem potentiae ex directione desiderata augebunt et signa ex directionibus non gratis minuent.
Finge nos antennam humilis directivitatis velle. Quomodo hoc facimus?
Regula generalis theoriae antennarum est antennam electrice parvam requiri ad directivitatem humilem producendam. Hoc est, si antennam uteris cum magnitudine totali longitudinis undae 0.25 - 0.5, directivitatem ad minimum rediges. Antennae dipolares semi-undae vel antennae fissurae semi-undae typice directivitatem minus quam 3 dB habent. Haec est directabilitas tam humilis quam in praxi adipisci potes.
Denique, antennas minores quam quarta parte longitudinis undae facere non possumus quin efficientiam antennae et latitudinem antennae minuamus. Efficacia antennae et latitudo antennae in capitibus futuris tractabuntur.
Antennae magnae directivitatis necessariae sunt, antennis multarum longitudinum undarum requirentibus. Exempli gratia, antennae satellitum et antennae cornuae magnam directivitatem habent. Hoc partim fit quia multas longitudines undarum longae sunt.
Cur id? Postremo, causa cum proprietatibus transformationis Fourier tendit. Cum transformationem Fourier impulsus brevis accipis, spectrum latum obtines. Haec analogia non adest in determinanda figura radiationis antennae. Figura radiationis considerari potest ut transformatio Fourier distributionis currentis vel tensionis per antennam. Ergo, antennae parvae latas figuras radiationis (et directivitatem humilem) habent. Antennae cum magna distributione uniformi tensionis vel currentis Figurae valde directionales (et directivitate alta).
E-mail:info@rf-miso.com
Telephonum: 0086-028-82695327
Situs interretialis: www.rf-miso.com
Tempus publicationis: VII Kalendas Decembres, anno MMXXIII
