Pengiraan keuntungan antena

22-10-2021 www.whwireless.com

Anggaran 6 minit untuk menghabiskan bacaan

Keuntungan antena adalah bahagian yang sangat penting dalam struktur pengetahuan antena, sudah tentu, juga merupakan salah satu parameter penting untuk pemilihan antena. Keuntungan antena untuk kualiti operasi sistem komunikasi juga memainkan peranan yang besar, secara amnya, keuntungan terutamanya bergantung kepada mengurangkan lebar flap sinaran berorientasikan menegak, dan dalam satah mendatar untuk mengekalkan prestasi sinaran omnidirectional.

A, takrifan keuntungan antena.

Antena dalam arah tertentu kuasa sinaran ketumpatan fluks dan antena rujukan dalam kuasa input yang sama apabila nisbah ketumpatan fluks kuasa sinaran maksimum.

→ Perlu memberi perhatian kepada perkara-perkara berikut.

(1) jika tidak ditanda khas, keuntungan antena dirujuk kepada keuntungan arah sinaran maksimum.

(2) Di bawah keadaan yang sama, lebih tinggi keuntungan, lebih baik arah, lebih jauh gelombang merambat, iaitu jarak yang diliputi bertambah. Walau bagaimanapun, lebar kelajuan gelombang tidak akan dimampatkan, semakin sempit kepak gelombang, dengan itu membawa kepada keseragaman liputan yang lemah.

(3) Antena adalah peranti pasif dan tidak menjana tenaga. Keuntungan antena hanyalah keupayaan untuk menumpukan tenaga secara berkesan ke arah sinaran tertentu atau menerima gelombang elektromagnet.

Kedua, formula untuk mengira keuntungan antena

Kita boleh belajar daripada definisi gain antena, gain antena dan peta arah antena mempunyai hubungan yang rapat, lebih sempit flap utama, lebih kecil flap sekunder, lebih tinggi gain.

Antena mimo 5G 4G 8dbi

(1) Untuk antena parabola, keuntungan boleh dianggarkan dengan persamaan berikut.

G(dBi) = 10Lg{4.5×(D/λ0)^2}

*Perhatikan bahawa

D: diameter paraboloid

λ0: panjang gelombang operasi pusat

4.5: Data empirikal yang disahkan secara statistik

2.4 GHz 13 dBi bipolar omnidirectional Antena MIMO - Penyambung perempuan jenis N

(2) Untuk antena omnidirectional tegak, persamaan berikut juga boleh digunakan untuk menganggarkan

G(dBi) = 10Lg{2L/λ0}

*Perhatikan bahawa

L: Panjang antena

λ0: panjang gelombang kerja pusat

Ketiga, mendapatkan dan menghantar kuasa

Keluaran isyarat RF dari pemancar radio, melalui penyuap (kabel) ke antena, oleh antena dalam bentuk sinaran gelombang elektromagnet keluar. Selepas gelombang elektromagnet sampai ke tempat penerimaan, ia diterima oleh antena (hanya sebahagian kecil kuasa diterima) dan dihantar ke penerima radio melalui penyuap. Dalam kejuruteraan rangkaian wayarles, adalah sangat penting untuk mengira kuasa pemancar pemancar dan kapasiti sinaran antena.

Kuasa dihantar gelombang radio ialah tenaga dalam julat jalur frekuensi tertentu dan biasanya diukur atau diukur dalam dua cara.

Kuasa (W): aras linear berbanding 1 watt (Watt).

Keuntungan (dBm): tahap berkadar berbanding 1 milliwatt (Milliwatt).

→ Kedua-dua ungkapan boleh ditukar kepada satu sama lain.

dBm = 10 x log[kuasa mW]

mW = 10^[mendapat dBm / 10 dBm]

Dalam sistem tanpa wayar, antena digunakan untuk menukar gelombang semasa menjadi gelombang elektromagnet, dan dalam proses penukaran mereka juga "menguatkan" isyarat yang dihantar dan diterima. Keuntungan antena diukur dalam "dBi".

Oleh kerana tenaga gelombang elektromagnet dalam sistem wayarles dijana oleh penguatan tenaga pemancar peranti pemancar dan antena ditindih, jadi ukuran penghantaran tenaga, yang terbaik ukuran yang sama - keuntungan (dB), sebagai contoh, kuasa daripada peranti pemancar ialah 100mW, atau 20dBm; keuntungan antena ialah 10dBi, maka.

Jumlah tenaga penghantaran = kuasa penghantaran (dBm) + keuntungan antena (dBi)

= 20dBm + 10dBi

= 30dBm

Atau: = 1000mW = 1W

[Peraturan 3dB].

→ Setiap dB adalah penting dalam sistem "kuasa rendah", terutamanya ingat "peraturan 3dB".

Setiap kenaikan atau penurunan 3 dB bermakna menggandakan atau mengurangkan separuh kuasa: -3 dB = 1/2 kuasa

-3 dB = 1/2 kuasa

-6 dB = 1/4 kuasa

+3 dB = 2x kuasa

+6 dB = 4x kuasa

Sebagai contoh, 100 mW mempunyai kuasa penghantaran wayarles sebanyak 20 dBm, manakala 50 mW mempunyai kuasa penghantaran wayarles 17 dBm dan 200 mW mempunyai kuasa penghantaran sebanyak 23 dBm.

Penunjuk parameter utama antena

Antenanya nisbah depan ke belakang ialah nisbah ketumpatan fluks kuasa dalam arah sinaran maksimum flap utama (dinyatakan sebagai 0°) kepada ketumpatan fluks kuasa maksimum berhampiran arah bertentangan (dinyatakan dalam lingkungan 180°±30°) F /B=10log(kuasa hadapan/kuasa belakang).

Sudut kecondongan bawah elektrik ialah sinaran maksimum yang menunjuk pada permukaan sinaran menegak antena komunikasi dan sudut antena normal.

Antena komunikasi dibahagikan kepada antena kecondongan ke bawah tetap dan antena kecondongan elektrik mengikut sama ada ia menyokong pelarasan kecondongan bawah elektrik: antena kecondongan tetap ke bawah merujuk kepada antena sudut kecondongan ke bawah tetap yang dihasilkan oleh penguntukan amplitud dan fasa tatasusunan unit sinaran antena mengikut permintaan liputan tanpa wayar; dan antena kecondongan elektrik merujuk kepada perbezaan fasa unit sinaran yang berbeza dalam tatasusunan melalui unit peralihan fasa untuk menghasilkan keadaan kecondongan kepak utama ke bawah sinaran yang berbeza, biasanya keadaan kecondongan ke bawah antena kecondongan elektrik Hanya dalam julat sudut laras tertentu.

Dalam arah rajah biasanya mempunyai dua kepak atau lebih kepak, iaitu kepak terbesar dipanggil kepak utama, kepak selebihnya dipanggil kepak sekunder. Sudut antara dua titik separuh kuasa bagi kepak utama ditakrifkan sebagai lebar kepak (rasuk) rajah arah antena. Dipanggil separuh kuasa (sudut) lebar kepak. Lebih sempit lebar flap flap utama, lebih baik arahnya, lebih kuat keupayaan anti-gangguan. Secara umumnya, semakin sempit lebar rasuk kepak utama antena, semakin tinggi keuntungan antena.

Keuntungan antena dan saiz antena dan lebar rasuk perhubungan.

Lebih rata "tayar", lebih pekat isyarat, lebih tinggi keuntungan, lebih besar saiz antena, lebih sempit lebar pancaran.

→ 3 perkara penting yang perlu diberi perhatian khususnya

1. Antena adalah peranti pasif dan tidak menjana tenaga. Keuntungan antena hanyalah keupayaan untuk memfokuskan tenaga secara berkesan ke arah tertentu untuk memancarkan atau menerima gelombang elektromagnet.

2, keuntungan antena dihasilkan oleh superposisi pengayun. Semakin tinggi keuntungan, semakin panjang antena. Keuntungan meningkatkan 3dB, dua kali ganda volum.

3, lebih tinggi keuntungan antena, lebih baik arah, lebih pekat tenaga, lebih sempit kepak gelombang.

Nisbah gelombang berdiri voltan (VSWR) antena ialah antena sebagai beban talian penghantaran bukan penggunaan, dalam talian penghantaran sepanjang gelombang berdiri voltan yang dijana pada graf, nisbah nilai maksimum kepada nilai minimum.

Nisbah VSWR dijana, adalah disebabkan oleh penghantaran tenaga gelombang kejadian ke hujung input antena tidak semua diserap (radiasi) yang dihasilkan oleh lelaran gelombang yang dipantulkan dan terbentuk. lebih besar VSWR, lebih besar pantulan, lebih miskin perlawanan. Dalam sistem komunikasi mudah alih, keperluan umum VSWR adalah kurang daripada 1.5.

Voltan isyarat input antena dan nisbah arus isyarat, yang dikenali sebagai galangan input antena. Umum antena komunikasi mudah alih impedans input 50Ω.

Impedans input dan struktur antena, saiz dan panjang gelombang, dalam julat frekuensi kerja yang diperlukan, supaya impedans input bahagian khayalan adalah sangat kecil dan bahagian sebenar agak hampir dengan 50Ω, iaitu antena dan talian suapan dalam impedans yang baik perlawanan mestilah.

Fenomena intermodulasi adalah oleh jalur frekuensi di luar dua atau lebih frekuensi pembawa bercampur dalam jalur selepas komponen frekuensi baru, mengakibatkan fenomena penurunan prestasi sistem. Kuasa yang lebih tinggi menghantar isyarat biasanya bercampur untuk menghasilkan isyarat intermodulasi yang berakhir di jalur penerima, di mana isyarat yang diterima oleh antena stesen pangkalan biasanya mempunyai kuasa yang lebih rendah. Jika isyarat intermodulasi mempunyai kuasa yang serupa atau lebih tinggi daripada isyarat yang diterima sebenar, sistem boleh tersilap isyarat intermodulasi sebagai isyarat sebenar.

Pengasingan mewakili perkadaran isyarat yang disalurkan ke satu port (satu polarisasi) antena dwi polarisasi yang muncul dalam port lain (polarisasi yang lain).

www.whwireless.com