Jeden krok! Antena wszelkiego rodzaju podsumowanie formuł obliczeniowych

https://www.whwireless.com/

Szacowany 8 minut do zakończenia czytania

Po wprowadzeniu różnych ważnych parametrów anten , przejdziemy do głębszego obszaru, jakim są wzory obliczeniowe związane z parametrami. Każda formuła przyniesie wiele wygody przed i po instalacji. Te formuły są podsumowane w tym wydaniu, nie tylko mogą rozwiązać różne pytania podczas użytkowania, ale także dostarczyć pomysłów na późniejsze rozmieszczenie anten .

Wzmocnienie anteny jest parametrem służącym do pomiaru stopnia kierunkowości mapy kierunku promieniowania anteny. Antena o dużym zysku da pierwszeństwo określonemu kierunkowi sygnału promieniowania. Wzmocnienie anteny jest zjawiskiem pasywnym, moc nie jest zwiększana przez antenę, ale po prostu redystrybuowana tak, aby zapewnić większą moc promieniowaną w określonym kierunku niż inne anteny izotropowe.

↓ Poniżej przedstawiono kilka przybliżonych równań na zysk anteny.

Antena ogólna

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

We wzorze 2θ3dB,E i 2θ3dB,H to odpowiednio szerokość klap antenowych w dwóch głównych płaszczyznach; 32000 to statystyczne dane empiryczne.

Antena paraboliczna

G (dBi) = 10Lg{4,5×(D/λ0)2}

We wzorze D jest średnicą paraboloidy; λ0 jest środkową roboczą długością fali; 4.5 to statystyczne dane empiryczne.

Pionowa antena dookólna

G(dBi) = 10 Lg { 2 L / λ0 }

We wzorze L to długość anteny; λ0 jest środkową roboczą długością fali.

Najważniejszą rzeczą w regulacji anteny jest dokładne dostrojenie jej kąta pochylenia w dół (co może rozwiązać problemy ze słabym zasięgiem nakładającym się na zasięg itp.). Poniżej znajduje się wprowadzenie do najbardziej oryginalnej metody obliczania kąta nachylenia anteny.

Wzór obliczeniowy anteny dla obszaru o dużym natężeniu ruchu (obszar miejski).

Kąt nachylenia anteny = arctag (H/D) + kąt połowy mocy w pionie / 2

Formuła antenowa o niskim obszarze obsługi (obszary wiejskie, podmiejskie itp.) .

Kąt zanurzenia anteny = arctag (H/D)

Opis parametrów.

(1) kąt nachylenia anteny: kąt między anteną a kierunkiem pionowym.

(2) H: wysokość anteny. Można go zmierzyć bezpośrednio.

(3) D: promień pokrycia komórki. Generalnie wartość D jest określana przez test drogowy, aby zapewnić pokrycie, w rzeczywistym projekcie, generalnie wartość D powinna być większa, aby zapewnić nakładanie się pokrycia między sąsiadującymi komórkami.

(4) Pionowy kąt połowy mocy: pionowy kąt połowy mocy anteny, zwykle 10 stopni.

Wykres kierunkowy, czyli przełożenie maksymalnej wartości klapy przedniej i tylnej nazywamy przełożeniem przednią i tylną, zapisany jako F/B. Przed i po większym, antena po napromieniowaniu (lub odbiorze) jest mniejsza. Przed i po stosunku F / B bardzo łatwo obliczyć:

F / B = 10 Lg {(w przód gęstość mocy) / (wstecz gęstość mocy)}

Opis parametrów: wymagania dotyczące stosunku przód-tył anteny F/B, jego typowa wartość to (18 ~ 30) dB, szczególne okoliczności wymagają do (35 ~ 40) dB.

Stosunek napięcia sygnału i prądu sygnału na wejściu anteny nazywany jest impedancją wejściową anteny. Impedancja wejściowa ma składową rezystancyjną Rin i składową reaktancyjną Xin, czyli.

Zin = Rin + j Xin

Istnienie składowej reaktancji zredukuje antenę z linii zasilającej do ekstrakcji mocy sygnału, dlatego musi sprawić, że składowa reaktancyjna będzie jak najdalej zerowa, to znaczy impedancja wejściowa anteny powinna być jak największa dla czystej rezystancji.

W rzeczywistości, nawet jeśli antena jest dobrze zaprojektowana i uruchomiona, impedancja wejściowa zawsze zawiera małą wartość składowej reaktancji. Impedancja wejściowa i struktura anteny, wielkość i długość fali, półfalowy symetryczny oscylator to najważniejsza podstawowa antena.

Jego impedancja wejściowa wynosi Zin = 73,1 + j42,5 (om).

Gdy długość jest skrócona (3-5)%, można wyeliminować składową reaktancji, tak że impedancja wejściowa anteny jest czystą rezystancją, wtedy impedancja wejściowa wynosi Zin = 73,1 omów (nominalnie 75 omów). Ściśle mówiąc, czysto rezystancyjna impedancja wejściowa anteny dotyczy tylko częstotliwości punktowej. Nawiasem mówiąc, impedancja wejściowa złożonego oscylatora półfalowego jest czterokrotnie większa od symetrycznego oscylatora półfalowego, to znaczy Zin = 280 omów (nominalnie 300 omów).

Stosunek napięcia do prądu w różnych miejscach na nieskończenie długiej linii przesyłowej jest definiowany jako impedancja charakterystyczna linii przesyłowej i jest oznaczony przez Z. Wzór na obliczenie impedancji charakterystycznej kabla koncentrycznego to:

Z. = [60/√εr] × Log ( D/d ) [ohm

We wzorze D jest wewnętrzną średnicą miedzianej sieci zewnętrznego przewodu kabla koncentrycznego; d jest zewnętrzną średnicą rdzenia kabla koncentrycznego; εr jest względną stałą dielektryczną medium izolacyjnego między przewodami. Uwaga: Zwykle Z. = 50 omów, są też Z. = 75 omów.

Z powyższego wzoru łatwo zauważyć, że impedancja charakterystyczna linii zasilającej jest związana tylko ze średnicą przewodu D i d oraz stałą dielektryczną εr między przewodami, ale nie z długością linii zasilającej, częstotliwością roboczą i impedancją obciążenia do zacisku linii zasilającej.

Transmisja sygnału w zasilaczu oprócz strat rezystancyjnych przewodu występuje strata dielektryczna materiału izolacyjnego. Te dwie straty zwiększają się wraz ze wzrostem długości podajnika i częstotliwości pracy. Dlatego rozsądny układ powinien być jak najkrótszy, aby skrócić długość podajnika.

Wielkość strat na jednostkę długości wskazuje współczynnik tłumienia β, którego jednostką jest dB/m (decybel/metr), jednostką w specyfikacji technicznej kabla najczęściej używany jest dB/100m (decybel/sto metrów).

Niech moc wejściowa do podajnika wynosi P1, moc wyjściowa z długości przewodu L(m) wynosi P2, straty transmisji TL można wyrazić w następujący sposób.

TL = 10 × Lg ( P1 / P2 ) ( dB )

Współczynnik tłumienia wynosi: β = TL / L ( dB / m )

W przypadku niedopasowania na linii zasilającej występują zarówno fale padające, jak i odbite. W miejscu, w którym fala padająca i odbita znajdują się w tej samej fazie, amplitudy napięcia sumują się do maksymalnej amplitudy napięcia Vmax , tworząc sieć fal; natomiast w miejscu, w którym fala padająca i odbita znajdują się w przeciwnej fazie, amplitudy napięć odejmuje się od minimalnej amplitudy napięcia Vmin , tworząc węzeł falowy. Wartości amplitudy innych punktów znajdują się między brzuchem fali a węzłem fali. Ta syntetyczna fala nazywana jest falą stojącą.

A, stosunek napięcia fali odbitej i amplitudy napięcia fali padającej nazywany jest współczynnikiem odbicia, oznaczonym jako R.

R = amplituda fali odbitej / amplituda fali padającej = (ZL - Z0) / (ZL ​​+ Z0)

Po drugie, stosunek napięcia brzucha fali do amplitudy napięcia odcinka fali nazywa się współczynnikiem fali stojącej, znanym również jako współczynnik fali stojącej napięcia, oznaczony jako VSWR : VSWR = amplituda napięcia fali stojącej.

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

Im bliżej impedancji obciążenia terminala ZL i impedancji charakterystycznej Z0, tym mniejszy współczynnik odbicia R, im bliższy VSWR jest 1 i tym lepsze dopasowanie.

https://www.whwireless.com/