Сетевая антенна 5G
Один шаг! Резюме формулы расчета всех видов антенны
Расчетное 8 минут, чтобы закончить чтение
После введения различных важных параметров антенн мы собираемся войти в более глубокую область, которая представляет собой расчетные формулы, связанные с параметрами. Каждая формула принесет много удобства до и после установки. Эти формулы, обобщенные в этом выпуске, могут не только решить различные вопросы при использовании, но и дать идеи для последующей компоновки антенны .
Коэффициент усиления антенны является параметром для измерения степени направленности карты направлений излучения антенны. Антенна с высоким коэффициентом усиления будет отдавать приоритет определенному направлению излучения сигнала. Усиление антенны является пассивным явлением, мощность не увеличивается антенной, а просто перераспределяется, чтобы обеспечить большую излучаемую мощность в определенном направлении, чем передают другие изотропные антенны.
↓ Ниже приведены некоторые приблизительные уравнения для коэффициента усиления антенны.
Общая антенна
G (дБи) = 10 Lg { 32000 / (2θ3 дБ, E × 2θ3 дБ, H)}
В формуле 2θ3dB,E и 2θ3dB,H — ширина створок антенны в двух основных плоскостях соответственно; 32000 – статистические эмпирические данные.
Параболическая антенна
G (дБи) = 10Lg{4,5×(D/λ0)2}
В формуле D — диаметр параболоида; λ0 – центральная рабочая длина волны; 4.5 — статистические эмпирические данные.
Вертикальная всенаправленная антенна
G(дБи) = 10 Lg { 2 L / λ0 }
В формуле L — длина антенны; λ0 – центральная рабочая длина волны.
Самое главное в регулировке антенны — это точная настройка угла ее наклона вниз (что может решить проблемы слабого покрытия, перекрытия покрытия и т. д.). Ниже приводится введение в его самый оригинальный метод расчета угла наклона антенны.
Формула расчета антенны для зоны с высокой проходимостью (городской район).
Угол наклона антенны = arctag(H/D) + вертикальный угол половинной мощности / 2
Низкая зона обслуживания (сельские, пригородные районы и т. д.) Антенная формула.
Угол наклона антенны = arctag(H/D)
Описание параметра.
(1) угол наклона антенны: угол между антенной и вертикальным направлением.
(2) H: высота антенны. Его можно измерить напрямую.
(3) D: радиус покрытия соты. Как правило, значение D определяется путем дорожных испытаний, чтобы обеспечить покрытие, в фактической конструкции, как правило, D должно быть больше, чтобы обеспечить перекрытие покрытия между соседними ячейками.
(4) Вертикальный угол половинной мощности: вертикальный угол половинной мощности антенны, как правило, 10 градусов.
На диаграмме направленности отношение максимальной величины переднего и заднего закрылков называют передним и задним отношением, записывают как F/B. До и после чем больше, антенна после излучения (или приема) меньше. До и после соотношение F/B рассчитать очень просто:
F / B = 10 Lg {(плотность мощности в прямом направлении) / (плотность мощности в обратном направлении)}
Описание параметра: требования к соотношению F / B антенны, его типичное значение составляет (18 ~ 30) дБ, в особых случаях требуется до (35 ~ 40) дБ.
Отношение напряжения сигнала к току сигнала на входе антенны называется входным сопротивлением антенны. Входное сопротивление имеет составляющую сопротивления Rin и составляющую реактивного сопротивления Xin, т.е.
Зин = Рин + j Синь
Наличие реактивной составляющей уменьшит антенну от фидерной линии до отбора мощности сигнала, поэтому реактивную составляющую необходимо сделать по возможности равной нулю, то есть входное сопротивление антенны должно быть максимально приближено к чистому сопротивлению.
На самом деле, даже если антенна хорошо спроектирована и введена в эксплуатацию, входное сопротивление всегда содержит небольшое значение реактивной составляющей. Входное сопротивление и структура антенны, размер и длина волны, полуволновой симметричный осциллятор является наиболее важной базовой антенной.
Его входное сопротивление Zin = 73,1 + j42,5 (Ом).
При укорочении длины (3-5)% реактивную составляющую можно исключить, так что входное сопротивление антенны чистое сопротивление, тогда входное сопротивление Zвх = 73,1 Ом (номинальное 75 Ом). Строго говоря, чисто резистивный входной импеданс антенны относится только к точечной частоте. Кстати, входное сопротивление полуволнового свернутого генератора в четыре раза больше, чем у полуволнового симметричного генератора, то есть Zin = 280 Ом (номинальное 300 Ом).
Отношение напряжения к току в различных местах на бесконечно длинной линии передачи определяется как характеристическое сопротивление линии передачи и обозначается Z. Формула для расчета характеристического сопротивления коаксиального кабеля:
Z. = [60/√εr] × Log (D/d) [Ом
В формуле D - внутренний диаметр медной сетки наружной жилы коаксиального кабеля; d — внешний диаметр жилы коаксиального кабеля; εr — относительная диэлектрическая проницаемость изоляционной среды между проводниками. Примечание: Обычно Z.=50 Ом, бывают и Z.=75 Ом.
Из приведенной выше формулы легко увидеть, что характеристическое сопротивление линии питания связано только с диаметром проводника D и d и диэлектрической проницаемостью εr между проводниками, но не с длиной линии питания, рабочей частотой и полным сопротивлением подключенной нагрузки. к терминалу питающей линии.
При передаче сигнала в фидере помимо резистивных потерь проводника возникают диэлектрические потери изоляционного материала. Эти две потери увеличиваются с увеличением длины фидера и рабочей частоты. Поэтому разумная компоновка должна быть как можно короче, чтобы сократить длину кормушки.
Величина потерь на единицу длины указывается коэффициентом затухания β, единицей измерения которого является дБ/м (децибел/метр), в технических характеристиках кабеля чаще всего используется единица измерения дБ/100м (децибел/сотня метров).
Пусть мощность, подводимая к фидеру, равна P1, мощность, выдаваемая с длины L (м) фидера, равна P2, потери при передаче TL можно выразить следующим образом.
TL = 10 × Lg (P1/P2) (дБ)
Коэффициент затухания: β = TL/L (дБ/м)
В случае рассогласования на фидере существуют как падающая, так и отраженная волны. В месте, где падающая и отраженная волны находятся в одной фазе, амплитуды напряжения складываются до максимальной амплитуды напряжения Vmax, образуя волновую паутину; а в месте, где падающая и отраженная волны находятся в противофазе, амплитуды напряжения вычитаются до минимальной амплитуды напряжения Vmin , образуя волновой узел. Амплитудные значения остальных точек находятся между брюшком волны и узлом волны. Эта синтетическая волна называется стоячей волной.
Отношение напряжения отраженной волны к амплитуде напряжения падающей волны называется коэффициентом отражения и обозначается как R.
R = амплитуда отраженной волны / амплитуда падающей волны = (ZL - Z0) / (ZL + Z0)
Во-вторых, отношение напряжения живота волны к амплитуде напряжения секции волны называется коэффициентом стоячей волны, также известным как коэффициент стоячей волны по напряжению, обозначаемым как КСВ : КСВ = амплитуда напряжения живота волны.
КСВ = Vmax / Vmin = (1 + R) / (1-R)
Чем ближе импеданс нагрузки ZL к характеристическому импедансу Z0, тем меньше коэффициент отражения R, тем ближе КСВ к 1 и тем лучше согласование.
