5g Síťová anténa
Výpočet zisku antény
2021-10-22 www.whwireless.com
Odhadem 6 minut do konce čtení
Zisk antény je velmi důležitou součástí struktury znalostí antény, samozřejmě je také jedním z důležitých parametrů pro výběr antén. Velkou roli hraje také zisk antény pro kvalitu provozu komunikačního systému, obecně je zisk závislý především na zmenšení šířky vertikálně orientované radiační klapky a v horizontální rovině na zachování všesměrového vyzařovacího výkonu.
A, definice zisku antény.
Anténa v určitém směru radiační síla hustota toku a referenční anténa ve stejném vstupním výkonu, když je maximální poměr hustoty toku záření.
→ Je třeba věnovat pozornost následujícím bodům.
(1) pokud není speciálně označeno, zisk antény se vztahuje k maximálnímu zisku ve směru vyzařování.
(2) Za stejných podmínek platí, že čím vyšší je zisk, tím lepší je směrovost, čím dále se vlna šíří, tj. ujetá vzdálenost se zvětšuje. Šířka rychlosti vlny však nebude stlačena, čím užší je vlnová klapka, což vede ke špatné rovnoměrnosti pokrytí.
(3) Antény jsou pasivní zařízení a nevytvářejí energii. Anténní zisk je pouze schopnost efektivně koncentrovat energii do určitého směru záření nebo přijímat elektromagnetické vlny.
Za druhé, vzorec pro výpočet zisku antény
Z definice zisku antény se můžeme poučit, že zisk antény a směrová mapa antény má úzký vztah, čím užší je hlavní klapka, čím menší je sekundární klapka, tím vyšší je zisk.
(1) Pro parabolickou anténu lze zisk aproximovat následující rovnicí.
G(dBi) = 10Lg{4,5×(D/λ0)^2}
*Všimněte si, že
D: paraboloidní průměr
λ0: centrální provozní vlnová délka
4.5: Statisticky ověřená empirická data
2,4 GHz 13 dBi bipolární všesměrový MIMO anténa - Zásuvka typu N
(2) Pro svislou všesměrovou anténu lze pro aproximaci použít také následující rovnici
G(dBi) = 10Lg{2L/λ0}
*Všimněte si, že
L: Délka antény
λ0: centrální pracovní vlnová délka
Za třetí, zisk a vysílací výkon
RF signál vystupuje z rádiového vysílače přes napáječ (kabel) do antény anténou ve formě vyzařování elektromagnetických vln ven. Poté, co se elektromagnetická vlna dostane do místa příjmu, je přijímána anténou (přijímá se jen velmi malá část výkonu) a posílána přes podavač do rádiového přijímače. Při projektování bezdrátových sítí je proto velmi důležité vypočítat vysílací výkon vysílače a vyzařovací kapacitu antény.
Vysílaný výkon rádiové vlny je energie v daném frekvenčním pásmu a obvykle se měří nebo měří dvěma způsoby.
Výkon (W): lineární úroveň vzhledem k 1 wattu (W).
Získat (dBm): úměrná úroveň vztažená k 1 miliwattu (Milliwatt).
→ Tyto dva výrazy lze vzájemně převádět.
dBm = 10 x log[výkon mW]
mW = 10^[zisk dBm / 10 dBm]
V bezdrátových systémech se antény používají k přeměně proudových vln na elektromagnetické vlny a v procesu přeměny také „zesilují“ vysílané a přijímané signály. Zisk antény se měří v "dBi".
Vzhledem k tomu, že energie elektromagnetických vln v bezdrátovém systému je generována zesílením vysílací energie vysílacího zařízení a antény superponované, tak míra vysílací energie, nejlépe stejná míra - zisk (dB), například výkon vysílacího zařízení je 100 mW nebo 20 dBm; zisk antény je tedy 10 dBi.
Celková vysílací energie = vysílací výkon (dBm) + zisk antény (dBi)
= 20dBm + 10dBi
= 30 dBm
Nebo: = 1000 mW = 1W
[pravidlo 3dB].
→ Každý dB je důležitý v systému „nízkého výkonu“, zvláště pamatujte na „pravidlo 3dB“.
Každé zvýšení nebo snížení o 3 dB znamená zdvojnásobení nebo snížení výkonu: -3 dB = 1/2 výkonu
-3 dB = 1/2 výkonu
-6 dB = 1/4 výkonu
+3 dB = 2x výkon
+6 dB = 4x výkon
Například 100 mW má bezdrátový přenosový výkon 20 dBm, zatímco 50 mW má bezdrátový přenosový výkon 17 dBm a 200 mW má přenosový výkon 23 dBm.
Indikátory hlavních parametrů antény
Antény předozadní poměr je poměr hustoty toku výkonu v maximálním směru vyzařování hlavní klapky (uvedené jako 0°) k maximální hustotě toku výkonu v blízkosti opačného směru (uvedené jako v rámci 180°±30°) F /B=10log (výkon vpřed/výkon vzad).
Úhel elektrického náklonu dolů je maximální vyzařování mířící na svislý vyzařovací povrch komunikační antény a úhel normály antény.
Komunikační anténa se dělí na pevnou dolů naklápěcí anténu a elektrickou naklápěcí anténu podle toho, zda podporuje elektrické naklápění dolů: pevná dolů naklápěcí anténa označuje pevnou dolů naklápěcí anténu generovanou amplitudovým a fázovým přiřazením pole anténních jednotek záření podle poptávka po bezdrátovém pokrytí; a elektrická naklápěcí anténa se týká fázového rozdílu různých radiačních jednotek v poli prostřednictvím jednotky fázového posunu pro vytvoření různého vyzařovacího stavu dolů naklonění hlavní klapky, obvykle stavu naklonění dolů elektrické naklápěcí antény pouze v určitém nastavitelném rozsahu úhlu.
Ve směru diagramu mají obvykle dvě klapky nebo více klapek, což je největší klapka nazývána hlavní klapka, zbytek klapky se nazývá vedlejší klapka. Úhel mezi dvěma body polovičního výkonu hlavní klapky je definován jako šířka klapky (paprsku) směrového diagramu antény. Šířka klapky se nazývá poloviční výkon (úhel). Čím užší je šířka klapky hlavní klapky, tím lepší je směr, tím silnější je schopnost rušení. Obecně řečeno, čím užší je šířka paprsku hlavní klapky antény, tím vyšší je zisk antény.
Zisk antény a velikost antény a šířka svazku vztahu.
Čím plošší „pneumatika“, tím koncentrovanější signál, vyšší zisk, větší velikost antény, užší šířka paprsku.
→ 3 důležité body, kterým je třeba věnovat pozornost
1. Antény jsou pasivní zařízení a nevytvářejí energii. Zisk antény je pouze schopnost efektivně soustředit energii v určitém směru pro vyzařování nebo přijímání elektromagnetických vln.
2 je zisk antény generován superpozicí oscilátorů. Čím vyšší je zisk, tím delší je délka antény. Získat zvýšit o 3 dB, zdvojnásobit hlasitost.
3, čím vyšší je zisk antény, tím lepší směrovost, čím koncentrovanější energie, tím užší vlnová klapka.
Poměr stojatých vln antény (VSWR) je anténa jako nespotřebovává zátěž přenosového vedení, v přenosovém vedení podél stojaté vlny napětí generované v grafu, poměr její maximální hodnoty k minimální hodnotě.
Poměr VSWR je generován, je důsledkem přenosu energie dopadajících vln na konec anténního vstupu není celé absorbováno (záření) generované iterací odražené vlny a vytvořeno. čím větší VSWR, tím větší odraz, tím horší shoda. V mobilním komunikačním systému jsou obecné požadavky VSWR menší než 1,5.
Poměr vstupního signálu antény a proudu signálu, známý jako vstupní impedance antény. Všeobecné mobilní komunikační anténa vstupní impedance 50Ω.
Vstupní impedance a struktura antény, velikost a vlnová délka, v požadovaném pracovním frekvenčním rozsahu, takže vstupní impedance imaginární části je velmi malá a skutečná část je poměrně blízko 50 Ω, což je anténa a napájecí vedení v dobré impedanci zápas musí být.
Intermodulační jev je frekvenčním pásmem mimo dvě nebo více nosných frekvencí smíchaných v pásmu za novými frekvenčními složkami, což vede k jevu degradace výkonu systému. Vyšší výkon přenášet signály jsou obvykle smíchány za vzniku intermodulačních signálů, které končí v přijímacím pásmu, kde signál přijímaný anténou základnové stanice má obvykle nižší výkon. Pokud má intermodulační signál podobný nebo vyšší výkon než skutečně přijímaný signál, systém může intermodulační signál zaměnit za skutečný signál.
Izolace představuje podíl signálu přiváděného do jednoho portu (jedna polarizace) antény s duální polarizací, který se objeví na druhém portu (druhá polarizace).
www.whwireless.com
