Новости - Принцип усиления антенны, как рассчитать усиление антенны

Коэффициент усиления антенны относится к коэффициенту усиления излучаемой мощности антенны в определенном направлении относительно идеальной антенны с точечным источником. Он представляет собой способность излучения антенны в определенном направлении, то есть эффективность приема или излучения сигнала антенной в этом направлении. Чем выше коэффициент усиления антенны, тем лучше антенна работает в определенном направлении и может принимать или передавать сигналы более эффективно. Коэффициент усиления антенны обычно выражается в децибелах (дБ) и является одним из важных показателей для оценки производительности антенны.

Далее я познакомлю вас с основными принципами усиления антенны, с тем, как рассчитать усиление антенны и т. д.

1. Принцип усиления антенны

Теоретически, коэффициент усиления антенны — это отношение плотности мощности сигнала, генерируемой фактической антенной и идеальной точечной антенной-источником в определенном положении в пространстве при той же входной мощности. Здесь упоминается концепция точечной антенны. Что это такое? Фактически, это антенна, которая, как люди представляют, равномерно излучает сигналы, а ее диаграмма направленности сигнала представляет собой равномерно рассеянную сферу. Фактически, антенны имеют направления усиления излучения (далее именуемые поверхностями излучения). Сигнал на поверхности излучения будет сильнее, чем значение излучения теоретической точечной антенны-источника, в то время как излучение сигнала в других направлениях ослаблено. Сравнение между фактическим значением и теоретическим значением здесь и есть усиление антенны.

На картинке изображеноRM-SGHA42-10модель продукта Получить данные

Стоит отметить, что пассивные антенны, которые обычно видят обычные люди, не только не увеличивают мощность передачи, но и потребляют ее. Причина, по которой все еще считается, что она имеет усиление, заключается в том, что другие направления приносятся в жертву, направление излучения концентрируется, а коэффициент использования сигнала улучшается.

2. Расчет коэффициента усиления антенны

Коэффициент усиления антенны фактически представляет собой степень концентрированного излучения беспроводной мощности, поэтому он тесно связан с диаграммой направленности антенны. Общее понимание заключается в том, что чем уже главный лепесток и чем меньше боковой лепесток в диаграмме направленности антенны, тем выше коэффициент усиления. Так как же рассчитать коэффициент усиления антенны? Для обычной антенны можно использовать формулу G (дБи) = 10Lg {32000/(2θ3дБ, E × 2θ3дБ, H)} для оценки ее коэффициента усиления. формула,
2θ3dB, E и 2θ3dB, H — ширина луча антенны на двух основных плоскостях соответственно; 32000 — статистические эмпирические данные.

Итак, что бы это значило, если бы беспроводной передатчик мощностью 100 мВт был оснащен антенной с усилением +3 дБи? Сначала преобразуем мощность передачи в усиление сигнала дБм. Метод расчета:

100мВт=10lg100=20дБм

Затем вычислите общую мощность передачи, которая равна сумме мощности передачи и коэффициента усиления антенны. Метод расчета следующий:

20 дБм+3 дБм=23 дБм

Наконец, эквивалентная мощность передачи пересчитывается следующим образом:

10^(23/10)≈200мВт

Другими словами, антенна с усилением +3 дБи может удвоить эквивалентную мощность передачи.

3. Антенны с общим усилением

Антенны наших обычных беспроводных маршрутизаторов являются всенаправленными антеннами. Их поверхность излучения находится в горизонтальной плоскости, перпендикулярной антенне, где усиление излучения максимально, в то время как излучение над верхней и нижней частью антенны значительно ослаблено. Это немного похоже на то, как если бы вы взяли биту для сигнала и немного ее сплющили.

Коэффициент усиления антенны — это всего лишь «формирование» сигнала, а величина усиления указывает на коэффициент использования сигнала.

Существует также обычная пластинчатая антенна, которая обычно является направленной антенной. Ее поверхность излучения находится в веерообразной области непосредственно перед пластиной, а сигналы в других областях полностью ослаблены. Это немного похоже на добавление колпачка прожектора к лампочке.

Короче говоря, антенны с высоким коэффициентом усиления имеют преимущества в виде большего радиуса действия и лучшего качества сигнала, но они должны жертвовать излучением в отдельных направлениях (обычно впустую). Антенны с низким коэффициентом усиления обычно имеют большой диапазон направленности, но короткий радиус действия. Когда беспроводные продукты покидают завод, производители обычно настраивают их в соответствии со сценариями использования.

Я хотел бы порекомендовать еще несколько антенных изделий с хорошим коэффициентом усиления для всех: