Anteny są używane w tym nowoczesnym Komunikacja do przesyłania danych i odbierania danych kanałem przewodowym lub kanałem bezprzewodowym. Lub w inny sposób można to zdefiniować jako nadawanie i odbieranie fal radiowych we wszystkich kierunkach poziomych lub w określonym kierunku. Anteny te działają jako interfejs między sygnałami elektrycznymi a sygnałami radiowymi. Tutaj sygnały elektryczne są przekazywane przez metalowe przewodniki, a sygnały radiowe rozprzestrzeniają się w wolnej przestrzeni. Heinrich Hertz jako pierwszy opracował antenę w 1886 roku. Stworzył antenę dipolową i za pomocą sygnałów elektrycznych nadawał i odbierał sygnały. Później, w 1901 roku, Marconi był naukowcem przesyłającym informacje przez region Atlantyku. Ważniejsze są parametry anteny. Parametry to kierunkowość (D), zysk anteny (G), rozdzielczość, wzorce, obszar wiązki anteny, wydajność wiązki anteny, sprawność anteny ( the ). W tym artykule omówimy wszystkie informacje dotyczące wzmocnienia anteny.
Co to jest zysk anteny?
Możemy zdefiniować antenę zysk jako połączenie wydajności anteny i kierunkowości anteny, a to zależy od tych parametrów. Więc te dwa mogą wpływać na zysk anteny. Zanim przejdziemy do omówienia tego wzmocnienia anteny, musimy wiedzieć, jaka jest kierunkowość anteny.
Kierunkowość anteny
Można go zdefiniować jako stosunek maksymalnego natężenia promieniowania anteny testowej do natężenia promieniowania anteny izotropowej lub anteny odniesienia, które emitują w sumie taką samą moc. Kierunkowość można oznaczyć przez D.
Kierunkowość anteny pokazuje, jak jest w stanie wypromieniować energię w jednym lub więcej określonych kierunkach. Charakterystyka promieniowania anteny określa jej wartość kierunkowości.
kierunkowość anteny
Wówczas kierunkowość D = maksymalne natężenie promieniowania badanej anteny / natężenie promieniowania anteny izotropowej. W tym przypadku antena izotropowa jest idealną anteną, która promieniuje swoją moc równomiernie lub równomiernie we wszystkich kierunkach w przestrzeń. Nie ma fizycznej kwestii anteny izotropowej i można ją traktować tylko jako antenę odniesienia.
W inny sposób kierunkowość anteny można zdefiniować jako stosunek maksymalnego natężenia promieniowania anteny testowej do średniego natężenia promieniowania anteny testowej.
Kierunkowość anteny D = maksymalne natężenie promieniowania badanej anteny / średnie natężenie promieniowania badanej anteny.
D = Ф (θ, Ф) max / Фśr
D = Ф (θ, Ф) max / (Wr / 4 π)
D = 4 π Ф (θ, Ф) max / Wr
Dlatego D = 4 π (maksymalne natężenie promieniowania) / całkowita moc promieniowania.
Wydajność anteny
To ważny parametr anteny. Sprawność anteny definiuje się jako stosunek mocy wypromieniowanej we wszystkich kierunkach do całkowitej mocy wejściowej dostarczonej do jej zacisków. Ze względu na utratę rezystancji w antenie, całość doprowadzonego sygnału wejściowego nie jest wypromieniowywana w docelowym kierunku. Wydajność anteny oznaczona jako „ the „. Efektywność anteny można poznać w procentach także po pomnożeniu przez 100. Zwykle współczynnik sprawności anteny mieści się w zakresie od 0 do 1.
Wydajność anteny the = Moc wypromieniowana przez antenę / całkowita moc wejściowa
the = Pr / (Pr + Pi) [Pr = moc promieniowana Pi = straty omowe w antenie]
Pomiar wzmocnienia anteny
Zysk jest w większości obliczany w postaci zasługi. Tutaj zysk jest oznaczony przez G lub przyrost mocy Gp. Na podstawie wzmocnienia możemy obliczyć charakterystykę promieniowania anteny. „Zysk anteny definiuje się jako stosunek maksymalnego natężenia promieniowania anteny przedmiotowej w danym kierunku do maks. intensywność promieniowania anteny izotropowej ”, gdy do obu anten zostanie przyłożona taka sama moc.
wzorzec wzmocnienia
„Kiedy kierunkowość jest zamieniana na decybele, możemy zdefiniować ją jako zysk anteny”.
Wzmocnienie G = Maksymalne natężenie promieniowania z anteny przedmiotowej (Фs) / Maksymalne natężenie promieniowania z anteny izotropowej (Фi)
Zysk anteny G = Sprawność anteny * Kierunkowość anteny D
Jednostki wzmocnienia - dB (decybele), dBi (decybele w stosunku do anteny izotropowej), dBd (decybele w stosunku do anteny dipolowej)
Wartość wzmocnienia wskazuje, ile udało się twojej antenie przekształcać mocy wejściowej na fale radiowe w określonym kierunku i jak przekształca fale radiowe w postać elektryczną po stronie odbiornika. Czasami wzmocnienie jest omawiane jako funkcja kąta. W takim przypadku należy wziąć pod uwagę charakterystykę promieniowania.
Formuła wzmocnienia anteny
Na podstawie wartości wzmocnienia możemy poznać, ile wzmocnienia sygnału dostarczonego na wejście przez antenę.
Na etapie odbiornika pomaga, ile mocy potrzeba do odtworzenia tego samego transmitowanego sygnału z kanału.
Wzmocnienie przedmiotowej anteny lub anteny testowej Gt = Gi + 10log10 (Pt / Pi)
Gdzie
Gt = zysk testowanej anteny
Gi = wzmocnienie anteny izotropowej
Pt = moc wypromieniowywana przez antenę testową
Pi = moc promieniowana przez antenę izotropową
Konwersja wzmocnienia anteny
Wzmocnienie anteny wyrażane jest w decybelach (dB), ponieważ jeśli wzmocnienie wyrażone jest w jednostkach regularnych, np. W watach w tych przypadkach przy obliczaniu odbieranej mocy, to wynik byłby bardzo mały, tj. Czasami będzie również podawany w formie wykładniczej. Trudno jest brać pod uwagę za każdym razem tego typu wartości, więc wzmocnienie można wyrazić w decybelach (dB). 5 dB oznacza pięciokrotność energii w stosunku do anteny izotropowej w jej szczytowym kierunku promieniowania.
Jednostki liniowe są zamieniane na decybele zgodnie z tym równaniem.
Pdb = 10 log10p
Inną jednostką zysku anteny jest dBm. Oznacza decybel w stosunku do miliwata.
1 W = 1000 mw = 0 dB = 30 dBm
dBi to kolejna jednostka określająca zysk anteny i jej decybel wzmocnienia w stosunku do anteny izotropowej. dBi oznacza podwójną moc w stosunku do anteny izotropowej w jej szczytowym kierunku promieniowania.
Zatem zysk może być wyrażony w decybelach lub decybelach w miliwatach lub decybelach anteny izotropowej. Przeważnie jest wyrażany tylko w decybelach (dB).
Jak zwiększyć zysk anteny?
Zysk anteny pokazuje jej zdolność do wypromieniowywania sygnałów do kanału w dowolnym kierunku. Jeśli zysk jest większy, taka antena może przesyłać więcej mocy do odbiornika w jednym określonym kierunku i tłumi wszystkie inne sygnały z innych kierunków. Jeśli antena emituje sygnały równomiernie we wszystkich kierunkach, oznacza to, że jest to możliwe tylko przy użyciu anteny sferycznej, tak zwanej anteny izotropowej, która nie istnieje w czasie rzeczywistym.
Jeśli wzmocnienie jest zawsze większe, jest to korzystne dla obwodu, ale zależy to tylko od potrzeb. Poniższe metody są przydatne do zwiększania wzmocnienia anteny.
Oni są
- Efektywny obszar anteny.
- Reflektory paraboliczne
- Tablice elementów
- Tablice reflektorowe
- Wydajność anteny
- Kierunkowość.
Plik antena jest najbardziej przydatny w dziedzinie komunikacji do wypromieniowywania i odbierania fal radiowych przez formę elektryczną w kanale. Istnieją różne typy anten. Rodzaje anten mają inną strukturę z każdym z nich. Zgodnie z potrzebą zostały one zastosowane i jeśli zysk anteny może być niski lub duży, czyli zależy to wyłącznie od potrzeby. Jeśli wzmocnienie jest większe, oznacza to, że jest w stanie wypromieniowywać sygnały w określonym kierunku w przestrzeń. Jeśli wzmocnienie jest niskie, jego zasięg jest szerszy. Jeśli obserwujesz codzienne systemy komunikacyjne, możemy uzyskać więcej informacji o znaczeniu anteny i wartości wzmocnienia anteny.
