Satu langkah! Antena semua jenis ringkasan formula pengiraan

https://www.whwireless.com/

Anggaran 8 minit untuk menghabiskan bacaan

Selepas memperkenalkan pelbagai parameter penting antena , kita akan memasuki kawasan yang lebih dalam, iaitu formula pengiraan yang berkaitan dengan parameter. Setiap formula akan membawa banyak kemudahan sebelum dan selepas pemasangan. Formula ini diringkaskan dalam isu ini, bukan sahaja boleh menyelesaikan pelbagai soalan semasa digunakan, tetapi juga memberikan idea untuk susun atur antena seterusnya .

Gain antena ialah parameter untuk mengukur tahap arah peta arah sinaran antena. Antena bergain tinggi akan memberi keutamaan kepada arah tertentu isyarat sinaran. Keuntungan antena adalah fenomena pasif, kuasa tidak ditingkatkan oleh antena, tetapi hanya diagihkan semula untuk memberikan lebih banyak kuasa terpancar dalam arah tertentu daripada pemancar antena isotropik lain.

↓ Berikut ialah beberapa persamaan anggaran untuk keuntungan antena.

Antena am

G(dBi) = 10 Lg { 32000 / (2θ3dB,E × 2θ3dB,H)}

Dalam formula, 2θ3dB,E dan 2θ3dB,H masing-masing ialah lebar kepak antena dalam dua satah utama; 32000 ialah data empirikal statistik.

Antena parabola

G (dBi) = 10Lg{4.5×(D/λ0)2}

Dalam formula, D ialah diameter paraboloid; λ0 ialah panjang gelombang kerja pusat; 4.5 ialah data empirikal statistik.

Antena omnidirectional tegak

G(dBi) = 10 Lg { 2 L / λ0 }

Dalam formula, L ialah panjang antena; λ0 ialah panjang gelombang kerja pusat.

Perkara yang paling penting tentang pelarasan antena adalah untuk memperhalusi sudut condong ke bawahnya (yang boleh menyelesaikan masalah liputan bertindih liputan yang lemah, dsb.). Berikut ialah pengenalan kepada kaedah pengiraan sudut kecondongan antena yang paling asli.

Formula pengiraan antena untuk kawasan trafik tinggi (kawasan bandar).

Sudut kecondongan antena = arctag(H/D) + sudut separuh kuasa menegak / 2

Formula antena kawasan perkhidmatan rendah (luar bandar, pinggir bandar, dll.) .

Sudut celup antena = arctag(H/D)

Perihalan parameter.

(1) sudut kecondongan antena: sudut antara antena dan arah menegak.

(2) H: ketinggian antena. Ia boleh diukur secara langsung.

(3) D: jejari liputan sel. Secara amnya nilai D ditentukan oleh ujian jalan, untuk memastikan liputan, dalam reka bentuk sebenar, secara amnya D harus lebih besar untuk memastikan liputan bertindih antara sel-sel jiran.

(4) Sudut separuh kuasa menegak: sudut separuh kuasa menegak antena, secara amnya 10 darjah.

Rajah arah, nisbah nilai maksimum kepak depan dan belakang dipanggil nisbah depan dan belakang, direkodkan sebagai F / B . Sebelum dan selepas daripada yang lebih besar, antena selepas sinaran (atau penerimaan) adalah lebih kecil. Sebelum dan selepas nisbah F / B adalah sangat mudah untuk dikira:

F / B = 10 Lg {(ketumpatan kuasa hadapan) / (ketumpatan kuasa belakang)}

Perihalan parameter: nisbah hadapan-ke-belakang antena F / B keperluan, nilai tipikalnya ialah (18 ~ 30) dB, keadaan khas memerlukan sehingga (35 ~ 40) dB.

Nisbah voltan isyarat dan arus isyarat pada input antena dipanggil galangan input antena. Impedans input mempunyai komponen rintangan Rin dan komponen reaktans Xin, iaitu.

Zin = Rin + j Xin

Kewujudan komponen reaktans akan mengurangkan antena dari talian suapan kepada pengekstrakan kuasa isyarat, oleh itu, mesti membuat komponen reaktans sejauh mungkin untuk sifar, iaitu, impedans input antena harus sejauh mungkin untuk rintangan tulen.

Malah, walaupun antena direka bentuk dan ditauliahkan dengan baik, impedans input sentiasa mengandungi nilai komponen reaktans yang kecil. Impedans input dan struktur antena, saiz dan panjang gelombang, pengayun simetri separuh gelombang adalah antena asas yang paling penting.

Impedans masukannya ialah Zin = 73.1 + j42.5 (ohm).

Apabila panjang dipendekkan (3-5)%, komponen reaktans boleh dihapuskan, supaya impedans input antena adalah rintangan tulen, maka impedans input ialah Zin = 73.1 ohm (nominal 75 ohm). Tegasnya, impedans input antena rintangan semata-mata hanya untuk frekuensi titik. Dengan cara ini, impedans input pengayun terlipat separuh gelombang adalah empat kali ganda pengayun simetri separuh gelombang, iaitu, Zin = 280 ohm (nominal 300 ohm).

Nisbah voltan kepada arus di pelbagai lokasi pada talian penghantaran yang tidak terhingga panjang ditakrifkan sebagai galangan ciri talian penghantaran dan dilambangkan dengan Z. Formula untuk mengira galangan ciri kabel sepaksi ialah

Z. = [60/√εr] × Log ( D/d ) [ohm

Dalam formula, D ialah diameter dalam rangkaian tembaga konduktor luar kabel sepaksi; d ialah diameter luar teras kabel sepaksi; εr ialah pemalar dielektrik relatif bagi medium penebat antara konduktor. Nota: Biasanya Z. = 50 ohm, ada juga Z. = 75 ohm.

Daripada formula di atas, mudah untuk melihat bahawa galangan ciri talian suapan hanya berkaitan dengan diameter konduktor D dan d dan pemalar dielektrik εr antara konduktor, tetapi tidak dengan panjang talian suapan, kekerapan operasi dan galangan beban yang disambungkan. ke terminal talian suapan.

Penghantaran isyarat dalam penyuap, sebagai tambahan kepada kehilangan rintangan konduktor, terdapat kehilangan dielektrik bahan penebat. Kedua-dua kerugian ini meningkat dengan peningkatan dalam panjang penyuap dan kekerapan operasi. Oleh itu, susun atur yang munasabah hendaklah sesingkat mungkin untuk memendekkan panjang penyuap.

Saiz kehilangan per unit panjang ditunjukkan oleh pekali pengecilan β, yang unitnya ialah dB / m (decibel / meter), unit pada spesifikasi teknikal kabel kebanyakannya digunakan dB / 100m (decibel / seratus meter).

Biarkan input kuasa kepada penyuap ialah P1, output kuasa dari panjang L (m) penyuap ialah P2, kehilangan penghantaran TL boleh dinyatakan seperti berikut.

TL = 10 × Lg ( P1 /P2 ) ( dB )

Pekali pengecilan ialah: β = TL / L ( dB / m )

Dalam kes ketidakpadanan, kedua-dua gelombang kejadian dan pantulan wujud pada garisan suapan. Di tempat kejadian dan gelombang pantulan berada dalam fasa yang sama, amplitud voltan menambah sehingga amplitud voltan maksimum Vmax, membentuk web gelombang; manakala di tempat kejadian dan gelombang pantulan berada dalam fasa bertentangan, amplitud voltan menolak kepada amplitud voltan minimum Vmin, membentuk nod gelombang. Nilai amplitud titik lain adalah di antara perut gelombang dan nod gelombang. Gelombang sintetik ini dipanggil gelombang berdiri.

A, nisbah voltan gelombang pantulan dan amplitud voltan gelombang kejadian dipanggil pekali pantulan, dinyatakan sebagai R.

R = amplitud gelombang pantulan / amplitud gelombang kejadian = (ZL - Z0) / (ZL ​​+ Z0 )

Kedua, nisbah voltan perut gelombang kepada amplitud voltan bahagian gelombang dipanggil pekali gelombang berdiri, juga dikenali sebagai nisbah gelombang berdiri voltan, dinyatakan sebagai VSWR : VSWR = amplitud voltan perut gelombang.

VSWR = Vmax / Vmin = (1 + R) / (1-R)

Lebih dekat impedans beban terminal ZL dan impedans ciri Z0, lebih kecil pekali pantulan R, lebih dekat VSWR kepada 1, dan lebih baik padanannya.

https://www.whwireless.com/