გაბნევის მახასიათებლები (scattering parameters)


გაბნევის მახასიათებლები (ინგ. scattering parameters) აღწერენ ელექტრული სისტემის (ქსელის) პორტებზე (ტერმინალებზე) მიწოდებულსა და მიღებულ სიმძლავრეთა შორის დამოკიდებულებას.

მაგალითად, თუ გვაქვს ორშესავლიანი სისტემა (Port1 და Port2), S12 მახასიათებელი აღწერს Port2-დან Port1-ში მიწოდებულ სიმძლავრეს. ზოგადად, მრავალშესავლიან (multi-port) სისტემაში მახასიათებელი SNM აღწერს Port M-დან Port N-ში მიწოდებულ სიმძლავრეს.შესავალი, ან პორტი უხეშად შეიძლება განვსაზღვროთ როგორც ადგილი სადაც შესაძლებელია მივაწოდოთ ძაბვა და დენი. ანუ, თუ გვაქვს საკომუნიკაციო სისტემა ორი რადიოთი (რადიო1 და რადიო2), მაშინ მათი შესაერთებლები (რითაც ანტენას ვაწვდით სიმძლავრეს) იქნება ამ სისტემის პორტები, შესავლები.

მაშასადამე, S11 იქნება სიმღლავრე რომელიც აირეკლება რადიო1-ის ანტენაზე სიგნალის მიწოდებისას. მსგავსად, S22 არის არეკვლილი სიმღლავრე, როცა სიგნალს ვაწვდით რადიო2-ის ანტენას; ხოლო S12 არის ის სიმძლავრე, რომელიც გადაიცა ანტენა2-დან ანტენა1-ზე. როგორც წესი გაბნევის მახასიათებლები წარმოადგენენ სიხშირის ფუნქციას (ანუ იცვლებიან სიხშირის მიხედვით).

მაგალითისთვის, განვიხილოთ შემდეგი ორშესავლიანი სისტემა:

twoport

ზემოთმოცემულ სურათის მიხედვით, S21 არის სიმღლავრე მიღებული ანტენა2-ზე შეფარდებული იმ სიმძლავრესთან, რომელიც მიწოდებულია ანტენა1-ზე. მაგ. თუ S21=0 dB, ეს ნიშნავს რომ ანტენა1-ზე მიწოდებული სიმძლავრე სრულად გადაეცა ანტენა2-ზე (0 dB = 1, ანუ მიღებული/მიწოდებული = 1). თუ S21=-10dB და  პირველ ანტენაზე მიწოდებული იყო 0 dBW (1 ვატი), მაშინ მეორე ანტენაზე ვხედავთ -10dBW (ანუ 0.1 ვატი) სიმძლავრეს.

თუ სისტემაში გვაქვს გამაძლიერებელი, მაშინ შესაძლოა რომ S21>0 dB, აჩვენებს გაძლიერებას (gain). ეს კი ნიშნავს იმას, რომ თუ Port1-ზე მიწოდებულია 1W სიმძლავრე, მაშინ Port2-ზე მივიღებთ 1W-ზე მეტ სიმძლავრეს.

[ამაზე ასევე ვისაუბრე მოცემულ ჩანაწერში VNA-ს შესახებ]

 –

ანტენების დასახასიათებლად ხშირად გამოიყენება არეკვლის მახასიატებელი (S11). ის გვეუბნება მიწოდებული სიმძლავრის თუ რა ნაწილი აირეკლება ანტენის შესავლიდან.  ხშირად, ამ მახასიატებელს უწოდებენ  მობრუნებული დანაკარგი (return loss) და აღინიშნება Γ (გამა) ნიშნით.

თუ S11=0 dB, მაშინ მიწოდებული სიმძლავრე სრულად აირეკლა და ანტენამ არაფერი გამოასხივა. თუ S11=-10 dB და ანტენაზე მივაწოდეთ 0 dBW (1W), მაშინ აირეკლა მხოლოდ 0.1 W; ხოლო დანარჩენი სიმღლავრე ანტენამ ან გამოასხივა, ან შთანთქა დანაკარგის სახით. როგორც წესი, ანტენებს არ ახასიათებთ მაღალი დანაკარგები, ამიტომ სიმღლავრის უდიდესი ნაწილი გამოსხივდება.

კიდევ ერთი პარამეტრი, რომელიც ხშირად გამოიყენება ანტენების დასახასიათებლად არის ძაბვის მდგარი ტალღის კოეფიციენტი  (VSWR), ის S11-თან პირდაპირ კავშირშია.s11ზემოთმოცემულ სურათზე ასახულია რაღაც ანტენის არეკვლის კოეფიციენტი, გაზომილი ქსელის ვექტორული მაანალიზებლის (VNA) მეშვეობით.

ნახაზი მეტყველებს იმაზე, რომ ანტენა გამოასხივებს ყველაზე კარგად სიხშირეზე 2.5 GHz, სადაც S11=-10dB.  ასევე, სიხშირეზე 1.5 GHz ანტენა თითქმის არეფერს გამოასხივებს, S11 ახლოა 0 dB-სთან (ანუ მიწოდებული სიმძლავრე თითქმის სრულად აირეკლება). ნახაზიდან გამომდინარე, შეგვიძლია ვისაუბროთ ანტენის სიხშირული ზოლის (bandwidth) შესახებ. თუ ზოლს განვსაზღვრავთ როგორც სიხშირეებს, რომლებზეც S11 < -6 dB, მაშინ ზოლის სიფართე არის დაახლოებით 1 GHz, ზოლის ქვედა ზღვრით 2 GHz და ზედა ზღვრით 3 GHz.

[წყარო: http://www.antenna-theory.com/]

* * *

ასევე, საინტერესო მაგალითს  წარმოადგენს რამდენიმე წლის წინ გაკეთებული ვიდეორგოლი სადაც ასახულია დენის განაწილება ლოგოპერიოდულ დაბეჭდილ ანტენაზე (LPDA) :

Advertisements

One thought on “გაბნევის მახასიათებლები (scattering parameters)”

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s