Aktualności
Obliczanie wzmocnienia anteny
2021-10-22 www.whwireless.com
Szacuje się, że 6 minut do zakończenia czytania
Zysk anteny jest bardzo ważną częścią struktury wiedzy o antenach, oczywiście jest również jednym z ważnych parametrów doboru anten. Wzmocnienie anteny dla jakości działania systemu łączności również odgrywa dużą rolę, generalnie wzmocnienie zależy głównie od zmniejszenia szerokości klapy radiacyjnej skierowanej w pionie, a w płaszczyźnie poziomej dla utrzymania wydajności promieniowania dookólnego.
A, definicja zysku anteny.
Antena w określonym kierunku moc promieniowania gęstość strumienia i antena odniesienia w tej samej mocy wejściowej, gdy maksymalny stosunek gęstości strumienia mocy promieniowania.
→ Musisz zwrócić uwagę na następujące punkty.
(1) jeśli nie są specjalnie oznaczone, zysk anteny odnosi się do maksymalnego zysku w kierunku promieniowania.
(2) W tych samych warunkach im większe wzmocnienie, tym lepsza kierunkowość, tym dalej fala się rozchodzi, czyli zwiększa się pokonywana odległość. Jednak szerokość prędkości fali nie zostanie skompresowana, im węższa jest klapka fali, co prowadzi do słabej równomierności pokrycia.
(3) Anteny są urządzeniami pasywnymi i nie generują energii. Wzmocnienie anteny to jedynie zdolność efektywnego koncentrowania energii w określonym kierunku promieniowania lub odbierania fal elektromagnetycznych.
Po drugie, wzór na obliczanie zysku anteny
Z definicji zysku anteny, zysku anteny i mapy kierunkowej anteny możemy się dowiedzieć, że im węższa klapka główna, im mniejsza klapka wtórna, tym wyższy zysk.
(1) W przypadku anteny parabolicznej wzmocnienie można przybliżyć następującym równaniem.
G(dBi) = 10Lg{4,5×(D/λ0)^2}
*Zauważ, że
D: średnica paraboloidalna
λ 0: centralna długość fali operacyjnej
4.5: Statystycznie potwierdzone dane empiryczne
2,4 GHz 13 dBi dwubiegunowy dookólny Antena MIMO - Złącze żeńskie typu N
(2) W przypadku pionowej anteny dookólnej do aproksymacji można również zastosować następujące równanie:
G(dBi) = 10Lg{2L/λ0}
*Zauważ, że
L: długość anteny
λ 0: centralna długość fali roboczej
Po trzecie, zysk i moc nadawania
Wyjście sygnału RF z nadajnika radiowego, poprzez podajnik (kabel) do anteny, przez antenę w postaci promieniowania fal elektromagnetycznych. Po dotarciu do miejsca odbioru fala elektromagnetyczna jest odbierana przez antenę (odbierana jest tylko niewielka część mocy) i przesyłana do odbiornika radiowego przez podajnik. W inżynierii sieci bezprzewodowych bardzo ważne jest zatem obliczenie mocy nadawczej nadajnika i mocy promieniowania anteny.
Przesyłana moc fali radiowej to energia w danym paśmie częstotliwości i jest zwykle mierzona lub mierzona na dwa sposoby.
Moc (W): poziom liniowy w stosunku do 1 wata (wata).
Osiągać (dBm): proporcjonalny poziom w stosunku do 1 miliwata (miliwata).
→ Te dwa wyrażenia można przekonwertować na siebie.
dBm = 10 x log[moc mW]
mW = 10^[zysk dBm / 10 dBm]
W systemach bezprzewodowych anteny służą do zamiany fal prądowych na fale elektromagnetyczne, a w procesie konwersji „wzmacniają” również nadawane i odbierane sygnały. Wzmocnienie anteny mierzone jest w „dBi”.
Ponieważ energia fali elektromagnetycznej w systemie bezprzewodowym jest generowana przez wzmocnienie energii nadawczej urządzenia nadawczego i nałożonej na siebie anteny, tak miara energii nadawczej, najlepiej taka sama miara - zysk (dB), na przykład moc urządzenia nadawczego 100mW lub 20dBm; zysk anteny wynosi zatem 10dBi.
Całkowita energia nadawania = moc nadawania (dBm) + zysk anteny (dBi)
= 20dBm + 10dBi
= 30dBm
Lub: = 1000mW = 1W
[zasada 3dB].
→ Każdy dB jest ważny w systemie "małej mocy", szczególnie pamiętaj o "zasadzie 3dB".
Każde zwiększenie lub zmniejszenie o 3 dB oznacza podwojenie lub zmniejszenie o połowę mocy: -3 dB = 1/2 mocy
-3 dB = 1/2 mocy
-6 dB = 1/4 mocy
+3 dB = 2x moc
+6 dB = 4x moc
Na przykład 100 mW ma moc transmisji bezprzewodowej 20 dBm, podczas gdy 50 mW ma moc transmisji bezprzewodowej 17 dBm, a 200 mW ma moc transmisji 23 dBm.
Wskaźniki głównych parametrów anteny
Antena stosunek przód-tył to stosunek gęstości strumienia mocy w maksymalnym kierunku promieniowania klapy głównej (określanej jako 0°) do maksymalnej gęstości strumienia mocy w pobliżu kierunku przeciwnego (określanego jako w zakresie 180°±30°) F /B=10log(moc do przodu/moc do tyłu).
Kąt nachylenia elektrycznego w dół to maksymalne promieniowanie skierowane na pionową powierzchnię promieniowania anteny komunikacyjnej, a kąt anteny jest normalny.
Antena komunikacyjna jest podzielona na antenę o stałym pochyleniu w dół i antenę elektryczną o stałym pochyleniu w zależności od tego, czy obsługuje elektryczną regulację pochylenia w dół: antena o stałym pochyleniu w dół odnosi się do anteny o stałym pochyleniu w dół, generowanej przez przypisanie amplitudy i fazy układu promieniowania anteny zgodnie z zapotrzebowanie na zasięg bezprzewodowy; a antena przechyłu elektrycznego odnosi się do różnicy faz różnych jednostek promieniowania w szyku przez jednostkę przesuwania fazy w celu wytworzenia innego stanu promieniowania w stanie przechyłu klapy głównej w dół, zwykle stanu przechyłu w dół elektrycznej anteny przechyłu tylko w pewnym regulowanym zakresie kątów.
W kierunku schematu zwykle mają dwie lub więcej klap, czyli klapę największą zwaną klapą główną, resztę klapy zwaną klapą wtórną. Kąt pomiędzy dwoma punktami połowy mocy klapy głównej jest zdefiniowany jako szerokość klapy (wiązki) wykresu kierunku anteny. Nazywana szerokością klapy połowy mocy (kąta). Im węższa szerokość klapy głównej, tym lepszy kierunek, tym silniejsze działanie przeciwzakłóceniowe umiejętność. Ogólnie rzecz biorąc, im węższa szerokość wiązki głównej klapy anteny, tym wyższy zysk anteny.
Zysk anteny i wielkość anteny i szerokość wiązki relacji.
Im bardziej płaska „opona”, im bardziej skoncentrowany sygnał, tym większe wzmocnienie, im większy rozmiar anteny, tym węższa szerokość wiązki.
→ 3 ważne punkty, na które należy zwrócić szczególną uwagę
1. Anteny są urządzeniami pasywnymi i nie generują energii. Wzmocnienie anteny to tylko zdolność efektywnego skupiania energii w określonym kierunku w celu wypromieniowania lub odebrania fal elektromagnetycznych.
2, zysk anteny jest generowany przez superpozycję oscylatorów. Im wyższe wzmocnienie, tym dłuższa antena. Osiągać zwiększyć 3dB, podwoić głośność.
3, im wyższy zysk anteny, tym lepsza kierunkowość, im bardziej skoncentrowana energia, tym węższa klapka fali.
Stosunek napięciowej fali stojącej (VSWR) anteny to stosunek anteny jako niezużyciowego obciążenia linii transmisyjnej, w linii transmisyjnej wzdłuż fali stojącej napięcia generowanej na wykresie, stosunek jej wartości maksymalnej do wartości minimalnej.
Współczynnik VSWR jest generowany, ponieważ transmisja energii fali padającej do końcówki wejściowej anteny nie jest w całości pochłaniana (promieniowanie) generowane przez iterację fali odbitej i formowane. im większy VSWR, tym większe odbicie, tym gorsze dopasowanie. W systemie komunikacji mobilnej ogólne wymagania VSWR są mniejsze niż 1,5.
Napięcie sygnału wejściowego anteny i stosunek prądu sygnału, znany jako impedancja wejściowa anteny. Ogólny antena do komunikacji mobilnej impedancja wejściowa 50Ω.
Impedancja wejściowa i struktura anteny, rozmiar i długość fali, w wymaganym zakresie częstotliwości roboczych, tak aby impedancja wejściowa części urojonej była bardzo mała, a część rzeczywista dość blisko 50 Ω, czyli antena i linia zasilająca mają dobrą impedancję mecz musi być.
Zjawisko intermodulacji polega na tym, że pasmo częstotliwości poza dwiema lub większą liczbą częstotliwości nośnych miesza się w paśmie po nowych składowych częstotliwości, co powoduje zjawisko degradacji wydajności systemu. Wyższa moc przesyłać sygnały są zwykle mieszane w celu wytworzenia sygnałów intermodulacyjnych, które trafiają do pasma odbiorczego, gdzie sygnał odbierany przez antenę stacji bazowej ma zwykle mniejszą moc. Jeżeli sygnał intermodulacyjny ma moc podobną lub wyższą niż rzeczywisty sygnał odbierany, system może pomylić sygnał intermodulacyjny z sygnałem rzeczywistym.
Izolacja reprezentuje proporcję sygnału doprowadzonego do jednego portu (jedna polaryzacja) anteny o podwójnej polaryzacji, która pojawia się w drugim porcie (druga polaryzacja).
www.whwireless.com
