એન્ટેનાની પ્રાપ્ત શક્તિની ગણતરી કરવા માટે એક ઉપયોગી પરિમાણ છેઅસરકારક ક્ષેત્રઅથવાઅસરકારક છિદ્ર. ધારો કે રીસીવ એન્ટેના જેવા જ ધ્રુવીકરણ સાથેનો સમતલ તરંગ એન્ટેના પર આપાત થાય છે. આગળ ધારો કે તરંગ એન્ટેના તરફ મહત્તમ કિરણોત્સર્ગની દિશામાં (જે દિશામાંથી સૌથી વધુ શક્તિ પ્રાપ્ત થશે) મુસાફરી કરી રહી છે.
પછીઅસરકારક છિદ્રપરિમાણ આપેલ સમતલ તરંગમાંથી કેટલી શક્તિ મેળવે છે તેનું વર્ણન કરે છે. ચાલોpસમતલ તરંગની શક્તિ ઘનતા (W/m^2 માં) હોવી જોઈએ. જોપી_ટીએન્ટેનાના રીસીવર માટે ઉપલબ્ધ એન્ટેના ટર્મિનલ્સ પર પાવર (વોટ્સમાં) દર્શાવે છે, પછી:

તેથી, અસરકારક ક્ષેત્ર ફક્ત એ દર્શાવે છે કે પ્લેન વેવમાંથી કેટલી શક્તિ મેળવાય છે અને એન્ટેના દ્વારા પહોંચાડવામાં આવે છે. આ ક્ષેત્ર એન્ટેનામાં આંતરિક નુકસાન (ઓહમિક નુકસાન, ડાઇલેક્ટ્રિક નુકસાન, વગેરે) ને અસર કરે છે.
કોઈપણ એન્ટેનાના પીક એન્ટેના ગેઇન (G) ના સંદર્ભમાં અસરકારક છિદ્ર માટેનો સામાન્ય સંબંધ આના દ્વારા આપવામાં આવે છે:

અસરકારક છિદ્ર અથવા અસરકારક ક્ષેત્ર વાસ્તવિક એન્ટેના પર આપેલ અસરકારક છિદ્ર સાથે જાણીતા એન્ટેના સાથે સરખામણી કરીને અથવા માપેલા ગેઇન અને ઉપરોક્ત સમીકરણનો ઉપયોગ કરીને ગણતરી દ્વારા માપી શકાય છે.
પ્લેન વેવમાંથી પ્રાપ્ત શક્તિની ગણતરી કરવા માટે અસરકારક છિદ્ર એક ઉપયોગી ખ્યાલ હશે. આને ક્રિયામાં જોવા માટે, ફ્રીસ ટ્રાન્સમિશન ફોર્મ્યુલા પર આગળના વિભાગ પર જાઓ.
ફ્રાઈસ ટ્રાન્સમિશન સમીકરણ
આ પૃષ્ઠ પર, અમે એન્ટેના સિદ્ધાંતમાં સૌથી મૂળભૂત સમીકરણોમાંથી એક રજૂ કરીએ છીએ,ફ્રીસ ટ્રાન્સમિશન સમીકરણ. ફ્રીસ ટ્રાન્સમિશન સમીકરણનો ઉપયોગ એક એન્ટેનામાંથી પ્રાપ્ત થતી શક્તિની ગણતરી કરવા માટે થાય છે (ગેઇન સાથેG1), જ્યારે બીજા એન્ટેનાથી ટ્રાન્સમિટ થાય છે (ગેઇન સાથે)G2), અંતર દ્વારા અલગ થયેલR, અને આવર્તન પર કાર્ય કરે છેfઅથવા વેવલેન્થ લેમ્બડા. આ પાનું બે વાર વાંચવા જેવું છે અને તેને સંપૂર્ણપણે સમજવું જોઈએ.
ફ્રીસ ટ્રાન્સમિશન ફોર્મ્યુલાનું વ્યુત્પન્ન
ફ્રીસ સમીકરણની વ્યુત્પત્તિ શરૂ કરવા માટે, ખાલી જગ્યામાં (નજીકમાં કોઈ અવરોધો નહીં) બે એન્ટેનાને અંતરથી અલગ કરીને ધ્યાનમાં લો.R:

ધારો કે () કુલ પાવરના વોટ્સ ટ્રાન્સમિટ એન્ટેનામાં પહોંચાડવામાં આવે છે. હાલ પૂરતું, ધારો કે ટ્રાન્સમિટ એન્ટેના સર્વદિશાત્મક, નુકસાનરહિત છે, અને પ્રાપ્ત એન્ટેના ટ્રાન્સમિટ એન્ટેનાના દૂરના ક્ષેત્રમાં છે. પછી પાવર ઘનતાpરીસીવ એન્ટેના પર પ્લેન વેવ ઘટનાનું (ચોરસ મીટર દીઠ વોટ્સમાં) અંતરRટ્રાન્સમિટ એન્ટેનામાંથી નીકળતો પ્રવાહ આના દ્વારા આપવામાં આવે છે:

આકૃતિ 1. ટ્રાન્સમિટ (Tx) અને રિસીવ (Rx) એન્ટેનાને અલગ કરીનેR.

જો ટ્રાન્સમિટ એન્ટેનામાં ()) દ્વારા આપવામાં આવેલા રીસીવ એન્ટેનાની દિશામાં એન્ટેના ગેઇન હોય, તો ઉપરોક્ત પાવર ડેન્સિટી સમીકરણ બને છે:


વાસ્તવિક એન્ટેનાની દિશા અને નુકસાનમાં ગેઇન ટર્મ પરિબળોનો સમાવેશ થાય છે. હવે ધારો કે રીસીવ એન્ટેનામાં અસરકારક છિદ્ર છે જે આપેલ છે(). પછી આ એન્ટેના ( ) દ્વારા પ્રાપ્ત થતી શક્તિ આના દ્વારા આપવામાં આવે છે:



કોઈપણ એન્ટેના માટે અસરકારક છિદ્ર આ રીતે પણ વ્યક્ત કરી શકાય છે:

પરિણામી પ્રાપ્ત શક્તિ આ રીતે લખી શકાય છે:

સમીકરણ 1
આને ફ્રીસ ટ્રાન્સમિશન ફોર્મ્યુલા તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. તે મુક્ત અવકાશ માર્ગના નુકસાન, એન્ટેનાના લાભો અને તરંગલંબાઇને પ્રાપ્ત અને ટ્રાન્સમિટ શક્તિઓ સાથે સાંકળે છે. આ એન્ટેના સિદ્ધાંતમાં મૂળભૂત સમીકરણોમાંનું એક છે, અને તેને યાદ રાખવું જોઈએ (તેમજ ઉપરોક્ત વ્યુત્પત્તિ).
ફ્રીસ ટ્રાન્સમિશન સમીકરણનું બીજું ઉપયોગી સ્વરૂપ સમીકરણ [2] માં આપવામાં આવ્યું છે. તરંગલંબાઇ અને ફ્રીક્વન્સી f પ્રકાશ c ની ગતિ સાથે સંબંધિત હોવાથી (ફ્રિક્વન્સી પેજનો પરિચય જુઓ), આપણી પાસે ફ્રીસ ટ્રાન્સમિશન ફોર્મ્યુલા ફ્રીક્વન્સીના સંદર્ભમાં છે:

સમીકરણ 2
સમીકરણ [2] દર્શાવે છે કે ઉચ્ચ ફ્રીક્વન્સીઝ પર વધુ પાવર ખોવાઈ જાય છે. આ ફ્રાઈસ ટ્રાન્સમિશન સમીકરણનું મૂળભૂત પરિણામ છે. આનો અર્થ એ છે કે ઉલ્લેખિત લાભોવાળા એન્ટેના માટે, ઓછી ફ્રીક્વન્સીઝ પર ઊર્જા ટ્રાન્સફર સૌથી વધુ હશે. પ્રાપ્ત પાવર અને ટ્રાન્સમિટેડ પાવર વચ્ચેનો તફાવત પાથ લોસ તરીકે ઓળખાય છે. અલગ રીતે કહીએ તો, ફ્રાઈસ ટ્રાન્સમિશન સમીકરણ કહે છે કે ઉચ્ચ ફ્રીક્વન્સીઝ માટે પાથ લોસ વધારે છે. ફ્રાઈસ ટ્રાન્સમિશન ફોર્મ્યુલામાંથી આ પરિણામનું મહત્વ વધારે પડતું કહી શકાય નહીં. આ જ કારણ છે કે મોબાઇલ ફોન સામાન્ય રીતે 2 GHz કરતા ઓછા પર કાર્ય કરે છે. ઉચ્ચ ફ્રીક્વન્સીઝ પર વધુ ફ્રીક્વન્સી સ્પેક્ટ્રમ ઉપલબ્ધ હોઈ શકે છે, પરંતુ સંકળાયેલ પાથ લોસ ગુણવત્તાયુક્ત રિસેપ્શનને સક્ષમ કરશે નહીં. ફ્રાઈસ ટ્રાન્સમિશન સમીકરણના વધુ પરિણામ તરીકે, ધારો કે તમને 60 GHz એન્ટેના વિશે પૂછવામાં આવે છે. આ ફ્રીક્વન્સી ખૂબ ઊંચી છે તે ધ્યાનમાં લેતા, તમે કહી શકો છો કે લાંબા અંતરના સંચાર માટે પાથ લોસ ખૂબ વધારે હશે - અને તમે બિલકુલ સાચા છો. ખૂબ ઊંચી ફ્રીક્વન્સીઝ પર (60 GHz ને ક્યારેક mm (મિલિમીટર વેવ) ક્ષેત્ર તરીકે ઓળખવામાં આવે છે), પાથ લોસ ખૂબ વધારે છે, તેથી ફક્ત પોઇન્ટ-ટુ-પોઇન્ટ કોમ્યુનિકેશન શક્ય છે. આ ત્યારે થાય છે જ્યારે રીસીવર અને ટ્રાન્સમીટર એક જ રૂમમાં હોય છે અને એકબીજાની સામે હોય છે. ફ્રાઈસ ટ્રાન્સમિશન ફોર્મ્યુલાના વધુ એક ઉદાહરણ તરીકે, શું તમને લાગે છે કે મોબાઇલ ફોન ઓપરેટરો નવા LTE (4G) બેન્ડથી ખુશ છે, જે 700MHz પર કાર્ય કરે છે? જવાબ હા છે: આ પરંપરાગત રીતે કાર્યરત એન્ટેના કરતા ઓછી આવર્તન છે, પરંતુ સમીકરણ [2] માંથી, અમે નોંધીએ છીએ કે તેથી પાથ લોસ પણ ઓછો હશે. તેથી, તેઓ આ ફ્રીક્વન્સી સ્પેક્ટ્રમ સાથે "વધુ જમીનને આવરી" શકે છે, અને વેરાઇઝન વાયરલેસ એક્ઝિક્યુટિવે તાજેતરમાં આને "ઉચ્ચ ગુણવત્તાવાળા સ્પેક્ટ્રમ" તરીકે ઓળખાવ્યું છે, ચોક્કસ આ કારણોસર. બાજુની નોંધ: બીજી બાજુ, સેલ ફોન ઉત્પાદકોએ કોમ્પેક્ટ ડિવાઇસમાં મોટી તરંગલંબાઇ ધરાવતો એન્ટેના ફીટ કરવો પડશે (નીચી આવર્તન = મોટી તરંગલંબાઇ), તેથી એન્ટેના ડિઝાઇનરનું કામ થોડું વધુ જટિલ બન્યું!
છેલ્લે, જો એન્ટેના ધ્રુવીકરણ સાથે મેળ ખાતા નથી, તો ઉપરોક્ત પ્રાપ્ત શક્તિને ધ્રુવીકરણ નુકશાન પરિબળ (PLF) દ્વારા ગુણાકાર કરી શકાય છે જેથી આ મિસમેચ યોગ્ય રીતે ગણી શકાય. ઉપરોક્ત સમીકરણ [2] ને સામાન્યકૃત ફ્રાઈસ ટ્રાન્સમિશન ફોર્મ્યુલા બનાવવા માટે બદલી શકાય છે, જેમાં ધ્રુવીકરણ મિસમેચનો સમાવેશ થાય છે:

સમીકરણ 3
પોસ્ટ સમય: જાન્યુઆરી-08-2024