הגדרת רווח אנטנה / נוסחת חישוב / כוח העברה

רווח אנטנה הוא חלק חשוב מאוד במבנה הידע של האנטנות, וכמובן שהוא גם אחד הפרמטרים החשובים לבחירת האנטנות. רווח האנטנה ממלא תפקיד גדול גם באיכות התפעול של מערכת התקשורת. באופן כללי, שיפור הרווח תלוי בעיקר בהפחתת רוחב האונה המוקרנת במישור האנכי, תוך שמירה על ביצועי הקרינה הכל-כיווניים במישור האופקי.

1. ההגדרה של רווח אנטנה:

היחס בין צפיפות שטף ההספק המוקרנת של אנטנה בכיוון מוגדר לצפיפות שטף ההספק המוקרנת המרבית של אנטנת הייחוס באותו הספק קלט.

→ שימו לב לנקודות הבאות:

(1) אם הוא אינו מסומן במיוחד, רווח האנטנה מתייחס לרווח בכיוון הקרינה המרבי;

(2) באותם תנאים, ככל שהרווח גבוה יותר, כך ההכוונה טובה יותר, וככל שגל הרדיו עובר רחוק יותר, כלומר מרחק הכיסוי גדל. עם זאת, רוחב מהירות הגל לא יידחס, והאונה צרה יותר, וכתוצאה מכך אחידות כיסוי ירודה יותר.

(3) האנטנה היא מכשיר פסיבי ואינה יכולה לייצר אנרגיה. רווח אנטנה הוא רק היכולת לרכז ביעילות אנרגיה להקרין או לקבל גלים אלקטרומגנטיים בכיוון מסוים.

2. נוסחת חישוב של רווח אנטנה

אנו יכולים להבין מהגדרת רווח האנטנה כי רווח האנטנה קשור באופן הדוק לדפוס האנטנה. ככל שהאונה הראשית צרה יותר, האונה הצדדית קטנה יותר והעלייה גבוהה יותר.

2.4 GHz 22dBi אנטנה MIMO פרבולית דו-קוטבית / מקוטבת

(1) עבור אנטנה פרבולית, ניתן להשתמש בנוסחה הבאה בכדי לבחון את הרווח שלה:

G (dBi) = 10Lg {4.5 × (D / λ0) ^ 2}

*הערה:

D: קוטר פרבולי

λ0: אורך גל עבודה מרכזי

4.5: נתונים אמפיריים סטטיסטיים

מחבר נקבה מסוג MIMO דו-קוטבי דו-קוטבי 2.4GHz13dBi

(2) עבור אנטנה רב-כיוונית אנכית, ניתן להשתמש בנוסחה הבאה גם לחישוב משוער:

G (dBi) = 10Lg {2L / λ0}

*הערה:

L: אורך האנטנה

λ0: אורך גל עבודה מרכזי

3. להשיג ולהעביר כוח

אות תדר הרדיו המופלט על ידי משדר הרדיו מועבר לאנטנה דרך המזין (כבל), ומוקרן על ידי האנטנה בצורת גלים אלקטרומגנטיים. לאחר שהגל האלקטרומגנטי מגיע למקום הקולט, הוא מתקבל על ידי האנטנה (רק חלק קטן מההספק מתקבל) ונשלח למקלט הרדיו דרך המזין. לכן, בהנדסת הרשת האלחוטית, חשוב מאוד לחשב את כוח השידור של המכשיר המשדר ואת יכולת הקרינה של האנטנה.

כוח השידור של גלי רדיו מתייחס לאנרגיה בטווח תדרים נתון, ובדרך כלל ישנם שני תקני מדידה או מדידה:

הספק (W): יחסית לרמה הליניארית של 1 וואט (וואט).

רווח (dBm): יחסית לרמה פרופורציונלית של מיליוואט (מילי-ואט).

→ ניתן להמיר את שני הביטויים זה לזה:

dBm = 10xlog ［כוח mW］

mW = 10 ^ [רווח dBm / 10dBm]

במערכות אלחוטיות משתמשים באנטנות להמרת גלים שוטפים לגלים אלקטרומגנטיים. בתהליך ההמרה ניתן גם "להגביר" את האותות המשודרים והקבלים. המדד להגברה אנרגטית זו נקרא "רווח". יחידת המדידה עבור רווח האנטנה היא "dBi".

מכיוון שאנרגיית הגל האלקטרומגנטית במערכת אלחוטית נוצרת על ידי אנרגיית השידור של המכשיר המשדר והגברה של האנטנה, עדיף למדוד את האנרגיה המועברת באותו רווח מטרי (dB), למשל, כוח מכשיר השידור הוא 100mW, או 20dBm; הרווח של הוא 10dBi, ואז:

אנרגיית פליטה כוללת = כוח פליטה (dBm) + רווח אנטנה (dBi)

D 20dBm ＋ 10dBi

D 30dBm

או: = 1000mW ＝ 1W

[כלל 3dB]

→ כל dB חשוב מאוד במערכת "צריכת חשמל נמוכה", במיוחד יש לזכור את "כלל ה- 3dB".

כל הגדלה או ירידה של 3dB פירושו שההספק מוכפל או מופחת במחצית:

-3dB = 1/2 כוח

-6dB = 1/4 כוח

+ 3dB = 2x כוח

+ 6dB = 4x כוח

לדוגמא, כוח השידור האלחוטי של 100mW הוא 20dBm, בעוד שכוח השידור האלחוטי של 50mW הוא 17dBm, וכוח השידור של 200mW הוא 23dBm.