Anten kazancı hesaplaması

2021-10-22 www.whwireless.com

Okumayı bitirmek için tahmini 6 dakika

Anten kazancı, anten bilgi yapısının çok önemli bir parçasıdır, elbette anten seçiminde de önemli parametrelerden biridir. İletişim sisteminin çalışma kalitesi için anten kazancı da büyük bir rol oynar, genel olarak kazanç esas olarak dikey yönelimli radyasyon kanadının genişliğinin azaltılmasına ve çok yönlü radyasyon performansını korumak için yatay düzlemde bağlıdır.

A, anten kazancının tanımı.

Anten belirli bir yönde radyasyon gücü Akı yoğunluğu ve referans antende aynı giriş gücünde maksimum radyasyon gücü akı yoğunluğu oranı.

→ Aşağıdaki noktalara dikkat etmeniz gerekmektedir.

(1) özel olarak işaretlenmemişse, anten kazancı maksimum radyasyon yönü kazancına atıfta bulunur.

(2) Aynı koşullar altında, kazanç ne kadar yüksek olursa, yönlülük o kadar iyi olur, dalga o kadar uzağa yayılır, yani kat edilen mesafe artar. Bununla birlikte, dalga hızı genişliği sıkıştırılmayacaktır, dalga kanadı ne kadar dar olursa, bu da kapsama alanının tekdüzeliğinin zayıf olmasına neden olur.

(3) Antenler pasif cihazlardır ve enerji üretmezler. Anten kazancı, yalnızca enerjiyi belirli bir radyasyon yönüne etkili bir şekilde konsantre etme veya elektromanyetik dalgaları alma yeteneğidir.

İkincisi, anten kazancını hesaplama formülü

Anten kazancı tanımından, anten kazancı ve anten yön haritasının yakın bir ilişkisi olduğunu öğrenebiliriz, ana kanat ne kadar darsa, ikincil kanat ne kadar küçükse, kazanç o kadar yüksek olur.

5G 4G 8dbi mimo anten

(1) Parabolik anten için kazanç, aşağıdaki denklemle yaklaşık olarak hesaplanabilir.

G(dBi) = 10Lg{4,5×(D/λ0)^2}

*Bunu not et

D: paraboloidal çap

λ0: merkezi çalışma dalga boyu

4.5: İstatistiksel olarak doğrulanmış deneysel veriler

2.4 GHz 13 dBi bipolar çok yönlü MIMO anteni - N tipi dişi konnektör

(2) Dikey, çok yönlü bir anten için, yaklaşık olarak aşağıdaki denklem de kullanılabilir:

G(dBi) = 10Lg{2L/λ0}

*Bunu not et

L: Anten uzunluğu

λ0: merkezi çalışma dalga boyu

Üçüncüsü, kazanç ve iletme gücü

Radyo vericisinden çıkan RF sinyali, besleyici (kablo) aracılığıyla antene, anten tarafından elektromanyetik dalga radyasyonu şeklinde dışarı çıkar. Elektromanyetik dalga alıcı yere ulaştıktan sonra anten tarafından alınır (gücün sadece çok küçük bir kısmı alınır) ve besleyici aracılığıyla radyo alıcısına gönderilir. Bu nedenle kablosuz ağların mühendisliğinde vericinin iletim gücünü ve antenin radyasyon kapasitesini hesaplamak çok önemlidir.

Bir radyo dalgasının iletilen gücü, belirli bir frekans bandı aralığındaki enerjidir ve genellikle iki şekilde ölçülür veya ölçülür.

Güç (W): 1 watt'a (Watt) göre doğrusal bir seviye.

Kazanmak (dBm): 1 miliwatt (Miliwatt) ile orantılı bir seviye.

→ İki ifade birbirine dönüştürülebilir.

dBm = 10 x log[güç mW]

mW = 10^[kazanç dBm / 10 dBm]

Kablosuz sistemlerde, mevcut dalgaları elektromanyetik dalgalara dönüştürmek için antenler kullanılır ve dönüştürme sürecinde ayrıca iletilen ve alınan sinyalleri "güçlendirir". Anten kazancı "dBi" cinsinden ölçülür.

Kablosuz sistemdeki elektromanyetik dalga enerjisi, verici cihazın ve üst üste binen antenin iletim enerjisinin yükseltilmesiyle üretildiğinden, iletim enerjisinin ölçüsü, en iyisi aynı ölçü - kazanç (dB), örneğin güç verici cihaz 100mW veya 20dBm'dir; o zaman anten kazancı 10dBi'dir.

Toplam iletim enerjisi = iletim gücü (dBm) + anten kazancı (dBi)

= 20dBm + 10dBi

= 30dBm

Veya: = 1000mW = 1W

[3dB kuralı].

→ Bir "düşük güç" sisteminde her dB önemlidir, özellikle "3dB kuralını" unutmayın.

3 dB'lik her artış veya azalma, gücü ikiye katlamak veya yarıya indirmek anlamına gelir: -3 dB = 1/2 güç

-3 dB = 1/2 güç

-6 dB = 1/4 güç

+3 dB = 2 kat güç

+6 dB = 4 kat güç

Örnek olarak, 100 mW 20 dBm kablosuz iletim gücüne sahipken, 50 mW 17 dBm kablosuz iletim gücüne ve 200 mW 23 dBm iletim gücüne sahiptir.

Anten ana parametre göstergeleri

Antenin önden arkaya oran ana klapenin maksimum radyasyon yönündeki güç akı yoğunluğunun (0° olarak belirtilir) karşı yöne yakın maksimum güç akı yoğunluğuna oranıdır (180°±30° içinde belirtilir) F /B=10log(ileri güç/geri güç).

Elektrik aşağı eğim açısı, iletişim anteninin dikey radyasyon yüzeyine işaret eden maksimum radyasyon ve antenin normal açısıdır.

İletişim anteni, elektrikli aşağı eğim ayarını destekleyip desteklemediğine göre sabit aşağı eğimli anten ve elektrikli eğimli antene bölünmüştür: sabit aşağı eğimli anten, anten radyasyon birimi dizisinin genlik ve faz ataması tarafından oluşturulan sabit aşağı eğim açılı anteni ifade eder. kablosuz kapsama talebi; ve elektrikli eğimli anten, farklı radyasyon ana kanat aşağı eğim durumu üretmek için faz kaydırma ünitesi aracılığıyla dizideki farklı radyasyon birimlerinin faz farkını ifade eder, genellikle elektrikli eğim anteninin aşağı eğim durumu Sadece belirli bir ayarlanabilir açı aralığında.

Diyagram yönünde genellikle iki kanat veya daha fazla kanat bulunur, bu en büyük kanat ana kanat olarak adlandırılır, kanadın geri kalanı ikincil kanat olarak adlandırılır. Ana kanadın iki yarım güç noktası arasındaki açı, anten yön diyagramının kanadının (ışın) genişliği olarak tanımlanır. Yarım güç (açı) kanat genişliği denir. Ana kanat kanat genişliği ne kadar dar olursa, yön o kadar iyi olur, parazit önleme özelliği o kadar güçlü olur. Genel olarak konuşursak, antenin ana flap huzme genişliği ne kadar dar olursa, anten kazancı o kadar yüksek olur.

Anten kazancı ve anten boyutu ve ışın genişliği ilişkisi.

"Lastik" ne kadar düzse, sinyal o kadar yoğun, kazanç o kadar yüksek, anten boyutu o kadar büyük, huzme genişliği o kadar dardır.

→ Özellikle dikkat edilmesi gereken 3 önemli nokta

1. Antenler pasif cihazlardır ve enerji üretmezler. Anten kazancı, yalnızca elektromanyetik dalgaları yaymak veya almak için enerjiyi belirli bir yönde etkili bir şekilde odaklama yeteneğidir.

2, antenin kazancı, osilatörlerin üst üste binmesiyle üretilir. Kazanç ne kadar yüksek olursa, antenin uzunluğu o kadar uzun olur. Kazanmak 3dB'yi artırın, sesi ikiye katlayın.

3, anten kazancı ne kadar yüksek olursa, yönlülük o kadar iyi, enerji ne kadar konsantre olursa, dalga kanadı o kadar dar olur.

Antenin gerilim duran dalga (VSWR) oranı, grafikte oluşturulan gerilim duran dalga boyunca iletim hattında, maksimum değerinin minimum değere oranı olan, tüketimsiz bir iletim hattı yükü olarak antendir.

VSWR oranı oluşturulur, gelen dalga enerjisi nedeniyle anten giriş ucuna iletilir, tamamen emilmez (radyasyon) yansıyan dalga iterasyonu tarafından üretilir ve oluşturulur. VSWR ne kadar büyükse, yansıma o kadar büyükse, eşleşme o kadar kötü olur. Mobil iletişim sisteminde VSWR'nin genel gereksinimleri 1.5'ten azdır.

Anten giriş sinyali voltajı ve antenin giriş empedansı olarak bilinen sinyal akımı oranı. Genel mobil iletişim anteni 50Ω giriş empedansı.

Giriş empedansı ve anten yapısı, boyutu ve dalga boyu, gerekli çalışma frekansı aralığında, böylece hayali kısmın giriş empedansı çok küçük ve gerçek kısım, iyi bir empedans olan anten ve besleme hattı olan 50Ω'ye oldukça yakındır. maç olmalı.

İntermodülasyon fenomeni, yeni frekans bileşenlerinden sonra bantta karıştırılan iki veya daha fazla taşıyıcı frekansın dışındaki frekans bandıdır ve sistem performansında bozulma fenomeni ile sonuçlanır. Daha fazla güç sinyalleri iletmek genellikle, baz istasyonu anteni tarafından alınan sinyalin genellikle daha düşük güçte olduğu alma bandında sona eren intermodülasyon sinyalleri üretmek için karıştırılır. Eğer intermodülasyon sinyali gerçek alınan sinyale benzer veya daha yüksek bir güce sahipse, sistem intermodülasyon sinyalini gerçek sinyal ile karıştırabilir.

İzolasyon, diğer portta (diğer polarizasyon) görünen çift polarizasyon anteninin bir portuna (bir polarizasyon) beslenen sinyalin oranını temsil eder.

www.whwireless.com