Сетевая антенна 5G
Расчет усиления антенны
2021-10-22 www.whwireless.com
Приблизительно 6 минут на завершение чтения
Усиление антенны - очень важная часть структуры знаний об антеннах, конечно же, это также один из важных параметров при выборе антенн. Усиление антенны для качества работы системы связи также играет большую роль, в общем, усиление в основном зависит от уменьшения ширины вертикально ориентированной заслонки излучения и в горизонтальной плоскости для поддержания характеристик всенаправленного излучения.
A, определение усиления антенны.
Антенна в определенном направлении мощность излучения плотность потока и эталонная антенна при одинаковой входной мощности при максимальном соотношении плотности потока мощности излучения.
→ Необходимо обратить внимание на следующие моменты.
(1) если не указано иное, усиление антенны относится к максимальному усилению направления излучения.
(2) В тех же условиях, чем выше коэффициент усиления, тем лучше направленность, тем дальше распространяется волна, т. Е. Увеличивается пройденное расстояние. Однако ширина волновой скорости не будет сжиматься, чем уже будет волновой щиток, что приведет к плохой равномерности покрытия.
(3) Антенны являются пассивными устройствами и не генерируют энергию. Усиление антенны - это только способность эффективно концентрировать энергию в определенном направлении излучения или принимать электромагнитные волны.
Во-вторых, формула для расчета усиления антенны
Из определения усиления антенны мы можем узнать, что коэффициент усиления антенны и диаграмма направленности антенны имеют тесную взаимосвязь: чем уже основная заслонка, тем меньше вторичная заслонка, тем выше усиление.
(1) Для параболической антенны коэффициент усиления можно приблизительно оценить по следующему уравнению.
G (дБи) = 10Lg {4,5 × (D / λ0) ^ 2}
*Обратите внимание, что
D: параболоидальный диаметр
λ0: центральная рабочая длина волны
4.5: Статистически подтвержденные эмпирические данные
2,4 ГГц, биполярный, всенаправленный, 13 дБи MIMO антенна - гнездовой разъем N-типа
(2) Для вертикальной всенаправленной антенны следующее уравнение также может использоваться для аппроксимации
G (дБи) = 10Lg {2L / λ0}
*Обратите внимание, что
L: длина антенны
λ0: центральная рабочая длина волны
В-третьих, усиление и мощность передачи
Выходной РЧ-сигнал от радиопередатчика, через фидер (кабель) к антенне, антенной в виде излучения электромагнитной волны наружу. После того, как электромагнитная волна достигает места приема, она принимается антенной (принимается только очень небольшая часть мощности) и отправляется в радиоприемник через фидер. Поэтому при проектировании беспроводных сетей очень важно рассчитать мощность передачи передатчика и мощность излучения антенны.
Передаваемая мощность радиоволны - это энергия в заданном диапазоне частот, которая обычно измеряется или измеряется двумя способами.
Мощность (Вт): линейный уровень относительно 1 ватта (Вт).
Прирост (дБм): пропорциональный уровень относительно 1 милливатта (Милливатта).
→ Два выражения можно преобразовать друг в друга.
дБм = 10 x log [мощность мВт]
мВт = 10 ^ [усиление дБм / 10 дБм]
В беспроводных системах антенны используются для преобразования волн тока в электромагнитные волны, а в процессе преобразования они также «усиливают» передаваемые и принимаемые сигналы. Коэффициент усиления антенны измеряется в «дБи».
Поскольку энергия электромагнитной волны в беспроводной системе генерируется путем усиления передающей энергии передающего устройства и наложенной антенны, поэтому мера передаваемой энергии, лучшая такая же мера - усиление (дБ), например, мощность передающего устройства 100 мВт или 20 дБм; тогда усиление антенны составляет 10 дБи.
Общая энергия передачи = мощность передачи (дБм) + усиление антенны (дБи)
= 20 дБм + 10 дБи
= 30 дБм
Или: = 1000 мВт = 1 Вт
[Правило 3 дБ].
→ Каждый дБ важен в "маломощной" системе, особенно помните "правило 3дБ".
Каждое увеличение или уменьшение на 3 дБ означает удвоение или уменьшение вдвое мощности: -3 дБ = 1/2 мощности.
-3 дБ = 1/2 мощности
-6 дБ = 1/4 мощности
+3 дБ = удвоенная мощность
+6 дБ = 4-кратная мощность
Например, 100 мВт имеют мощность беспроводной передачи 20 дБмВт, 50 мВт имеют мощность беспроводной передачи 17 дБмВт, а 200 мВт имеют мощность передачи 23 дБмВт.
Индикаторы основных параметров антенны
Антенны переднее-заднее соотношение представляет собой отношение плотности потока мощности в максимальном направлении излучения основного закрылка (заданном как 0 °) к максимальной плотности потока мощности в противоположном направлении (заданном как в пределах 180 ° ± 30 °) F / B = 10log (прямая мощность / обратная мощность).
Угол электрического наклона вниз - это максимальное излучение, направленное на вертикальную поверхность излучения антенны связи и угол нормали антенны.
Антенна связи подразделяется на антенну с фиксированным наклоном вниз и антенну с электрическим наклоном в зависимости от того, поддерживает ли она электрическую регулировку наклона вниз: антенна с фиксированным углом наклона вниз относится к антенне с фиксированным углом наклона вниз, генерируемой распределением амплитуды и фазы массива антенных блоков излучения в соответствии с потребность в беспроводном покрытии; и антенна с электрическим наклоном относится к разности фаз различных единиц излучения в решетке через модуль сдвига фазы для создания различного состояния наклона основной заслонки излучения вниз, обычно состояния наклона вниз антенны с электрическим наклоном Только в пределах определенного регулируемого диапазона углов.
В направлении, показанном на схеме, обычно есть два или более закрылков, из которых самый большой закрылок называется основным закрылком, а остальная часть закрылка называется второстепенным закрылком. Угол между двумя точками половинной мощности основного закрылка определяется как ширина закрылка (луча) диаграммы направленности антенны. Называется шириной закрылка половинной мощности (угловой). Чем уже ширина основной заслонки, тем лучше направление, тем сильнее противодействующая способность. Вообще говоря, чем уже ширина основного лепесткового луча антенны, тем выше коэффициент усиления антенны.
Усиление антенны и размер антенны и ширина луча отношения.
Чем более плоская «шина», тем более концентрированный сигнал, чем выше коэффициент усиления, чем больше размер антенны, тем уже ширина луча.
→ 3 важных момента, на которые следует обратить особое внимание
1. Антенны являются пассивными устройствами и не генерируют энергию. Усиление антенны - это только способность эффективно фокусировать энергию в определенном направлении для излучения или приема электромагнитных волн.
2, усиление антенны создается суперпозицией осцилляторов. Чем выше коэффициент усиления, тем больше длина антенны. Прирост увеличьте 3 дБ, увеличьте громкость вдвое.
3, чем выше усиление антенны, тем лучше направленность, чем больше сконцентрирована энергия, тем уже волновой щиток.
Коэффициент стоячей волны напряжения антенны (КСВН) - это антенна как непотребляющая нагрузка линии передачи, в линии передачи вдоль стоячей волны напряжения, генерируемой на графике, отношение ее максимального значения к минимальному значению.
Коэффициент КСВН генерируется из-за передачи энергии падающей волны на входной конец антенны, не вся поглощается (излучение), генерируемое итерацией отраженной волны, и формируется. Чем больше КСВН, тем больше отражение, тем хуже согласование. В системе мобильной связи общие требования КСВН меньше 1,5.
Напряжение входного сигнала антенны и коэффициент тока сигнала, известный как входное сопротивление антенны. Общий антенна мобильной связи входное сопротивление 50 Ом.
Входное сопротивление и структура антенны, размер и длина волны в требуемом рабочем диапазоне частот, так что входной импеданс мнимой части очень мал, а действительная часть довольно близка к 50 Ом, что является антенной и фидерной линией с хорошим импедансом. совпадение должно быть.
Явление интермодуляции возникает из-за того, что полоса частот за пределами двух или более несущих частот смешивается в полосе после новых частотных компонентов, что приводит к явлению ухудшения характеристик системы. Высокая мощность передавать сигналы обычно смешиваются для получения интермодуляционных сигналов, которые попадают в полосу приема, где сигнал, принимаемый антенной базовой станции, обычно имеет более низкую мощность. Если сигнал интермодуляции имеет аналогичную или более высокую мощность, чем фактический принятый сигнал, система может ошибочно принять сигнал интермодуляции за реальный сигнал.
Изоляция представляет собой долю сигнала, подаваемого на один порт (одна поляризация) антенны с двойной поляризацией, который появляется в другом порте (другая поляризация).
www.whwireless.com
