အင်တင်နာတစ်ခု၏ လက်ခံရရှိသော ပါဝါကို တွက်ချက်သည့် အသုံးဝင်သော parameter တစ်ခုမှာထိရောက်သောဧရိယာသို့မဟုတ်ထိရောက်သော အပေါက်။ လက်ခံသည့် အင်တင်နာနှင့် polarization တူညီသော plane wave တစ်ခုသည် အင်တင်နာပေါ်တွင် ကျရောက်သည်ဟု ယူဆပါ။ ထို့အပြင် ထိုလှိုင်းသည် အင်တင်နာ၏ အမြင့်ဆုံးရောင်ခြည် ဦးတည်ရာ (အများဆုံးပါဝါလက်ခံရရှိမည့် ဦးတည်ရာ) အတိုင်း အင်တင်နာဆီသို့ ဦးတည်သွားနေသည်ဟု ယူဆပါ။

ထို့နောက်ထိရောက်သော အပေါက်parameter သည် ပေးထားသော မျက်နှာပြင်လှိုင်းမှ ပါဝါမည်မျှဖမ်းယူသည်ကို ဖော်ပြထားသည်။pမျက်နှာပြင်လှိုင်း၏ ပါဝါသိပ်သည်းဆ (W/m^2 ဖြင့်) ဖြစ်ရမည်။ အကယ်၍ပီတီအင်တင်နာ၏ လက်ခံကိရိယာသို့ ရရှိနိုင်သော အင်တင်နာ တာမီနယ်များတွင် ပါဝါ (ဝပ်ဖြင့်) ကို ကိုယ်စားပြုပြီး၊ ထို့နောက်-

ထို့ကြောင့်၊ ထိရောက်သောဧရိယာသည် မျက်နှာပြင်လှိုင်းမှ ပါဝါမည်မျှကို ဖမ်းယူပြီး အင်တင်နာမှ ပေးပို့သည်ကို ရိုးရှင်းစွာကိုယ်စားပြုသည်။ ဤဧရိယာသည် အင်တင်နာနှင့်သက်ဆိုင်သော ဆုံးရှုံးမှုများ (ohmic losses၊ dielectric losses၊ စသည်) ကို ထည့်သွင်းတွက်ချက်သည်။

မည်သည့်အင်တင်နာ၏ peak antenna gain (G) အရ ထိရောက်သော aperture အတွက် အထွေထွေဆက်နွယ်မှုကို အောက်ပါအတိုင်း ပေးထားသည်။

ပေးထားသော ထိရောက်သော အပေါက်ပါရှိသော သိရှိထားသော အင်တင်နာနှင့် နှိုင်းယှဉ်ခြင်းဖြင့် သို့မဟုတ် တိုင်းတာထားသော gain နှင့် အထက်ပါ ညီမျှခြင်းကို အသုံးပြု၍ တွက်ချက်ခြင်းဖြင့် အင်တင်နာအစစ်အမှန်များတွင် ထိရောက်သော အပေါက် သို့မဟုတ် ထိရောက်သော ဧရိယာကို တိုင်းတာနိုင်သည်။

ထိရောက်သော အပေါက်သည် မျက်နှာပြင်လှိုင်းမှ လက်ခံရရှိသော ပါဝါကို တွက်ချက်ရာတွင် အသုံးဝင်သော သဘောတရားတစ်ခု ဖြစ်လိမ့်မည်။ ၎င်းကို လုပ်ဆောင်ပုံကို ကြည့်ရှုရန် Friis ထုတ်လွှင့်မှု ဖော်မြူလာဆိုင်ရာ နောက်အပိုင်းသို့ သွားပါ။

Friis Transmission Equation

ဒီစာမျက်နှာမှာ အင်တင်နာသီအိုရီမှာ အခြေခံအကျဆုံး ညီမျှခြင်းတွေထဲက တစ်ခုကို မိတ်ဆက်ပေးပါမယ်။ဖရိုက်စ် ထုတ်လွှင့်မှု ညီမျှခြင်း။ Friis ထုတ်လွှင့်မှုညီမျှခြင်းကို အင်တင်နာတစ်ခုမှ ရရှိသော ပါဝါကို တွက်ချက်ရန် အသုံးပြုသည် (gain ဖြင့်)G1) အခြားအင်တင်နာမှ ထုတ်လွှင့်သည့်အခါ (gain ဖြင့်)G2) အကွာအဝေးဖြင့် ခွဲထားသည်Rနှင့် ကြိမ်နှုန်းတွင် လည်ပတ်နေသည်fသို့မဟုတ် wavelength lambda။ ဤစာမျက်နှာကို နှစ်ကြိမ်နှစ်ခါဖတ်သင့်ပြီး အပြည့်အဝနားလည်သင့်သည်။

Friis Transmission Formula ၏ဆင်းသက်လာခြင်း

Friis ညီမျှခြင်းကို စတင်ရန်အတွက်၊ အကွာအဝေးတစ်ခုခြားထားသော လွတ်လပ်သောနေရာ (အနီးအနားတွင် အတားအဆီးမရှိ) ရှိ အင်တင်နာနှစ်ခုကို ထည့်သွင်းစဉ်းစားပါ။R:

( ) စုစုပေါင်းပါဝါဝပ်များကို ထုတ်လွှင့်သည့်အင်တင်နာသို့ ပေးပို့သည်ဟု ယူဆပါ။ လောလောဆယ်တွင် ထုတ်လွှင့်သည့်အင်တင်နာသည် omnidirectional၊ lossless ဖြစ်ပြီး လက်ခံသည့်အင်တင်နာသည် ထုတ်လွှင့်သည့်အင်တင်နာ၏ ဝေးလံသောကွင်းတွင် ရှိသည်ဟု ယူဆပါ။ ထို့နောက် ပါဝါသိပ်သည်းဆp(စတုရန်းမီတာလျှင် ဝပ်ဖြင့်) လက်ခံအင်တင်နာပေါ်တွင် ဖြစ်ပေါ်လာသော ပြင်ညီလှိုင်း၏ အကွာအဝေးRထုတ်လွှင့်သည့် အင်တင်နာမှ ရရှိသော ပမာဏကို အောက်ပါအတိုင်း ပေးသည်-

ပုံ ၁။ ထုတ်လွှင့်ခြင်း (Tx) နှင့် လက်ခံခြင်း (Rx) အင်တင်နာများကို အောက်ပါအတိုင်း ခွဲခြားထားသည်R.

ထုတ်လွှင့်သည့် အင်တင်နာတွင် ( ) ဖြင့်ပေးထားသော လက်ခံသည့် အင်တင်နာ၏ ဦးတည်ချက်တွင် အင်တင်နာ gain ရှိပါက၊ အထက်ဖော်ပြပါ ပါဝါသိပ်သည်းဆညီမျှခြင်းသည် အောက်ပါအတိုင်း ဖြစ်လာသည်-

gain term သည် antenna အစစ်အမှန်၏ directionality နှင့် losses များကို ထည့်သွင်းစဉ်းစားသည်။ ယခု receive antenna တွင် အောက်ပါအတိုင်း ပေးထားသော effective aperture ရှိသည်ဟု ယူဆပါ။( )။ ထို့နောက် ဤအင်တင်နာ ( ) မှ ရရှိသော ပါဝါကို အောက်ပါအတိုင်း ပေးသည်-

မည်သည့်အင်တင်နာအတွက်မဆို ထိရောက်သော အပေါက်ကို အောက်ပါအတိုင်း ဖော်ပြနိုင်သောကြောင့်-

ရရှိလာသော ပါဝါကို အောက်ပါအတိုင်း ရေးသားနိုင်ပါသည်။

ညီမျှခြင်း ၁

၎င်းကို Friis Transmission Formula အဖြစ်လူသိများသည်။ ၎င်းသည် free space path loss၊ antenna gains နှင့် wavelength တို့ကို လက်ခံရရှိသောနှင့် ထုတ်လွှင့်သော powers များနှင့် ဆက်စပ်ပေးသည်။ ၎င်းသည် antenna theory တွင် အခြေခံညီမျှခြင်းများထဲမှ တစ်ခုဖြစ်ပြီး (အထက်ဖော်ပြပါ ဆင်းသက်လာပုံအပြင်) မှတ်မိထားသင့်သည်)။

Friis Transmission Equation ရဲ့ နောက်ထပ်အသုံးဝင်တဲ့ပုံစံတစ်ခုကို Equation [2] မှာ ဖော်ပြထားပါတယ်။ wavelength နဲ့ frequency f တို့ဟာ အလင်းအလျင် c နဲ့ ဆက်စပ်နေတဲ့အတွက် (frequency စာမျက်နှာမိတ်ဆက်ကိုကြည့်ပါ)၊ frequency အရ Friis Transmission Formula ကို ရရှိပါတယ်။

ညီမျှခြင်း ၂

ညီမျှခြင်း [2] သည် မြင့်မားသောကြိမ်နှုန်းများတွင် ပါဝါပိုမိုဆုံးရှုံးကြောင်းပြသသည်။ ၎င်းသည် Friis Transmission Equation ၏ အခြေခံရလဒ်တစ်ခုဖြစ်သည်။ ဆိုလိုသည်မှာ သတ်မှတ်ထားသော gains ရှိသော အင်တင်နာများအတွက် စွမ်းအင်လွှဲပြောင်းမှုသည် နိမ့်သောကြိမ်နှုန်းများတွင် အမြင့်ဆုံးဖြစ်လိမ့်မည်။ ရရှိသော ပါဝါနှင့် ပို့လွှတ်သော ပါဝါအကြား ကွာခြားချက်ကို path loss ဟုခေါ်သည်။ အခြားနည်းဖြင့်ဆိုရလျှင် Friis Transmission Equation သည် မြင့်မားသောကြိမ်နှုန်းများအတွက် path loss မြင့်မားသည်ဟု ဆိုသည်။ Friis Transmission Formula မှ ဤရလဒ်၏ အရေးပါမှုကို ချဲ့ကားပြော၍မရပါ။ ထို့ကြောင့် မိုဘိုင်းဖုန်းများသည် ယေဘုယျအားဖြင့် 2 GHz ထက်နည်းသော ကြိမ်နှုန်းတွင် လည်ပတ်ကြသည်။ မြင့်မားသောကြိမ်နှုန်းများတွင် ကြိမ်နှုန်းရောင်စဉ်များ ပိုမိုရရှိနိုင်သော်လည်း ဆက်စပ်နေသော path loss သည် အရည်အသွေးမြင့် လက်ခံမှုကို မဖြစ်စေပါ။ Friss Transmission Equation ၏ နောက်ထပ်အကျိုးဆက်အနေဖြင့် 60 GHz အင်တင်နာများအကြောင်း သင့်အား မေးမြန်းခံရသည်ဆိုပါစို့။ ဤကြိမ်နှုန်းသည် အလွန်မြင့်မားကြောင်း သတိပြုမိပါက path loss သည် ရှည်လျားသောအကွာအဝေးဆက်သွယ်ရေးအတွက် အလွန်မြင့်မားလွန်းသည်ဟု သင်ဖော်ပြနိုင်သည် - သင်လုံးဝမှန်ကန်ပါသည်။ အလွန်မြင့်မားသောကြိမ်နှုန်းများ (60 GHz ကို တစ်ခါတစ်ရံ mm (မီလီမီတာလှိုင်း) ဒေသဟု ရည်ညွှန်းသည်) တွင် path loss သည် အလွန်မြင့်မားသောကြောင့် point-to-point ဆက်သွယ်ရေးကိုသာ ဖြစ်နိုင်သည်။ ဒါက receiver နဲ့ transmitter တို့ဟာ တစ်ခန်းတည်းမှာရှိပြီး မျက်နှာချင်းဆိုင်ရှိနေတဲ့အခါ ဖြစ်ပေါ်ပါတယ်။ Friis Transmission Formula ရဲ့ နောက်ထပ် ဆက်စပ်မှုတစ်ခုအနေနဲ့ မိုဘိုင်းဖုန်းအော်ပရေတာတွေက 700MHz မှာ လည်ပတ်တဲ့ LTE (4G) band အသစ်အပေါ် ကျေနပ်ကြမယ်လို့ ထင်ပါသလား။ အဖြေကတော့ ဟုတ်ကဲ့ပါ- ဒါက အင်တင်နာတွေ ရိုးရာအတိုင်း လည်ပတ်တာထက် နိမ့်တဲ့ ကြိမ်နှုန်းပါ၊ ဒါပေမယ့် Equation [2] ကနေ path loss လည်း နိမ့်ကျမယ်ဆိုတာ ကျွန်တော်တို့ သတိပြုမိပါတယ်။ ဒါကြောင့် သူတို့ဟာ ဒီ frequency spectrum နဲ့ "မြေပြင်ကို ပိုမိုဖုံးအုပ်" နိုင်ပြီး Verizon Wireless အမှုဆောင်တစ်ဦးက မကြာသေးမီက ဒီအကြောင်းကို "အရည်အသွေးမြင့် spectrum" လို့ ခေါ်ဆိုခဲ့ပါတယ်။ ဘေးထွက်မှတ်ချက်- အခြားတစ်ဖက်မှာ ဆဲလ်ဖုန်းထုတ်လုပ်သူတွေဟာ ကျစ်လစ်တဲ့ device တစ်ခုမှာ wavelength ပိုကြီးတဲ့ အင်တင်နာတစ်ခု တပ်ဆင်ရပါလိမ့်မယ် (ကြိမ်နှုန်းနည်း = wavelength ပိုကြီး)၊ ဒါကြောင့် အင်တင်နာဒီဇိုင်နာရဲ့ အလုပ်က နည်းနည်းပိုရှုပ်ထွေးလာပါတယ်။

နောက်ဆုံးအနေနဲ့ အင်တင်နာတွေဟာ polarization မကိုက်ညီဘူးဆိုရင်၊ ဒီမကိုက်ညီမှုကို သင့်လျော်စွာထည့်သွင်းစဉ်းစားဖို့အတွက် အထက်ဖော်ပြပါ လက်ခံရရှိတဲ့ power ကို Polarization Loss Factor (PLF) နဲ့ မြှောက်နိုင်ပါတယ်။ အထက်ဖော်ပြပါ equation [2] ကို polarization မကိုက်ညီမှုပါဝင်တဲ့ generalized Friis Transmission Formula ကိုထုတ်လုပ်ဖို့ ပြောင်းလဲနိုင်ပါတယ်။