פרק זה מציג את הפרמטרים הבסיסיים של תקשורת אלחוטית, במטרה לספק הבנה טובה יותר של תפקידן של אנטנות במערכות תקשורת. תקשורת אלחוטית מתבצעת בצורה של גלים אלקטרומגנטיים, ולכן חשוב להבין את מאפייני ההתפשטות של גלים.
בפרק זה נדון בפרמטרים הבאים:
•תֶדֶר
•אֹרֶך גַל
• התאמת עכבה
• VSWR והספק מוחזר
• רוחב פס
• רוחב פס באחוזים
•עוצמת קרינה
עכשיו, בואו נבחן אותם בפירוט.
תֶדֶר:
על פי ההגדרה הסטנדרטית, תדירות היא מספר החזרות של גל ליחידת זמן. במילים פשוטות, תדירות מתארת את תדירות התרחשות אירוע. גל מחזורי חוזר על עצמו כל T שניות (מחזור אחד), ותדירותו היא ההופכי של מחזור הזמן T.
מבחינה מתמטית, זה נראה כך:
$$f = \frac{1}{T}$$
•F מייצג את התדירות של גל מחזורי, בעוד ש
•T הוא הזמן הנדרש להשלמת מחזור שלם אחד.
תדר נמדד בהרץ, בקיצור הרץ.
האיור למעלה ממחיש גל סינוס, המציג מתח (ב-mV) כפונקציה של זמן (במילי-שניות). צורת גל זו חוזרת על עצמה כל 2t מילישניות; לכן, מחזור הגל שלה T = 2t מילישניות, והתדירות שלה f = 1/(2t) קילו-הרץ.
אֹרֶך גַל:
על פי ההגדרה הסטנדרטית, המרחק בין שני שיאים רצופים או שני שפלים רצופים נקרא אורך הגל.
במילים פשוטות, אורך הגל הוא המרחק בין שני שיאים חיוביים סמוכים או שני שיאים שליליים סמוכים. האיור שלהלן מציג צורת גל מחזורית, כאשר אורך הגל (λ) והמשרעת מסומנים. ככל שהתדר גבוה יותר, כך אורך הגל קצר יותר, ולהיפך.
הנוסחה לאור אורך גל היא:
$$\lambda = \frac{c}{f}$$
•λ מייצג את אורך הגל
•C היא מהירות האור ($3 כפול 10^8$ מטרים לשנייה)
•F הוא התדירות
אורך הגל λ מבוטא ביחידות אורך, כגון מטרים, רגליים או אינץ'. היחידה הנפוצה היא מטר.
התאמת עכבה:
על פי ההגדרה הסטנדרטית, התאמת עכבה מתרחשת כאשר עכבת המשדר שווה בקירוב לעכבת המקלט.
נדרשת התאמת עכבה בין האנטנה למעגל. יש להתאים את העכבות של האנטנה, קו ההולכה והמעגל כדי להשיג העברת הספק מקסימלית בין האנטנה למקלט או למשדר.
הצורך בהתאמה
התקני תהודה מסוגלים לספק פלט אופטימלי בתוך תדרים צרים מסוימים. כהתקן תהודה, אנטנה יכולה להשיג ביצועי פלט טובים יותר כאשר העכבה שלה מותאמת כראוי.
• כאשר עכבת האנטנה תואמת את עכבת המרחב הפנוי, ההספק המוקרן על ידי האנטנה יועבר ביעילות
• עבור אנטנת קליטה, עכבת המוצא שלה צריכה להתאים לעכבת הקלט של מעגל מגבר הקליטה
• עבור אנטנת שידור, עכבת הקלט שלה צריכה להתאים לעכבת המוצא של מגבר השידור וכן לעכבה האופיינית של קו השידור.
עכבה נמדדת באוהם, המסומן בסמל Z.
VSWR והספק מוחזר:
על פי ההגדרה הסטנדרטית, היחס בין המתח המקסימלי למתח המינימלי בגל עומד נקרא יחס גל עומד מתח (VSWR).
כאשר העכבות של האנטנה, קו ההולכה והמעגל אינן תואמות, לא ניתן להקרין חשמל ביעילות; במקום זאת, חלק מההספק מוחזר בחזרה.
המאפיינים העיקריים הם—
• הפרמטר המציין את מידת אי-ההתאמה בעכבה נקרא יחס גל עומד מתח (VSWR)
•VSWR הוא ראשי תיבות של Voltage Standing Wave Ratio (יחס גל עומד מתח) ומכונה גם SWR.
• ככל שאי-ההתאמה בעכבה גדולה יותר, כך ערך ה-VSWR גבוה יותר
•כדי להשיג קרינה יעילה, ערך VSWR האידיאלי הוא 1:1
• הספק מוחזר מתייחס לחלק מההספק הקדמי שמתבזבז. הספק מוחזר ו-VSWR מתארים למעשה את אותה תופעה פיזיקלית מנקודות מבט שונות.
רוחב פס:
על פי ההגדרה הסטנדרטית, פס התדרים בטווח אורך גל מוגדר המוקצה לתקשורת מסוימת נקרא רוחב פס.
כאשר אות משודר או מתקבל, הוא פועל בטווח תדרים מסוים. טווח תדרים ספציפי זה מוקצה לאות מסוים כדי למנוע הפרעות מאותות אחרים במהלך השידור.
• רוחב פס מתייחס לטווח התדרים בין גבולות התדר הגבוה לתדר הנמוך של שידור אות
• לאחר הקצאת רוחב פס, לא ניתן להשתמש בו על ידי אחרים
• כל הספקטרום מחולק למקטעי רוחב פס, שכל אחד מהם מוקצה למשדרים שונים
רוחב הפס שדנו בו זה עתה יכול להיקרא גם רוחב פס מוחלט.
רוחב פס באחוזים:
על פי ההגדרה הסטנדרטית, היחס בין רוחב הפס המוחלט לתדר המרכזי שלו נקרא רוחב הפס באחוזים.
התדר בתוך פס מסוים שבו עוצמת האות מגיעה למקסימום נקראת תדר התהודה, המכונה גם תדר המרכז של הפס, המסומן כ-fC.
• התדרים הגבוהים והתדרים הנמוכים יותר של הפס מסומנים כ-fH ו-fL, בהתאמה.
• רוחב הפס המוחלט ניתן על ידי fH − fL
• כדי להעריך את רוחב פס התדרים, יש לחשב את רוחב הפס החלקי או את רוחב הפס האחוזי שלו.
רוחב הפס באחוזים מחושב כדי להבין את טווח שינויי התדר שרכיב או מערכת יכולים להתמודד איתם.
•fH מציין את התדר הגבוה יותר
•fL מציין את התדר הנמוך יותר
•fc מציין את תדר המרכז
ככל שרוחב הפס באחוזים גדול יותר, כך רוחב הפס של הערוץ רחב יותר.
עוצמת קרינה:
עוצמת הקרינה מוגדרת כהספק המוקרן לכל יחידת זווית מוצקה.
אנטנה מקרינה בעוצמה רבה יותר בכיוונים מסוימים, התואמים את עוצמת הקרינה המקסימלית שלה. טווח הקרינה המקסימלי האפשרי מאופיין על ידי עוצמת הקרינה.
ביטוי מתמטי
עוצמת הקרינה מתקבלת על ידי הכפלת צפיפות ההספק המוקרנת בריבוע המרחק הרדיאלי:
כאשר U היא עוצמת הקרינה, r הוא המרחק הרדיאלי, ו-(Wrad) היא צפיפות ההספק המוקרנת.
•U מייצג את עוצמת הקרינה
•r מייצג את המרחק הרדיאלי
•Wrad מייצג את צפיפות ההספק המוקרנת
המשוואה לעיל מבטאת את עוצמת הקרינה של האנטנה. המרחק הרדיאלי מסומן לעיתים בסמל Φ.
יחידת המדידה של עוצמת הקרינה היא וואט לסטרדיאן (W/sr), או וואט לרדיאן מרובע (W/rad²).
למידע נוסף על אנטנות, אנא בקרו באתר:
זמן פרסום: 26 במרץ 2026
