5g Síťová anténa
Jeden krok! Anténa všechny druhy výpočtu vzorce shrnutí
Odhadovaný čas 8 minut do konce čtení
Po představení různých důležitých parametrů antén se dostaneme do hlubší oblasti, kterou jsou výpočetní vzorce související s parametry. Každý vzorec přinese mnoho pohodlí před a po instalaci. Tyto vzorce jsou shrnuty v tomto čísle, nejen že mohou vyřešit různé otázky během používání, ale také poskytnout nápady pro následné rozložení antény .
Zisk antény je parametr pro měření stupně směrovosti mapy směru vyzařování antény. Anténa s vysokým ziskem dá přednost určitému směru vyzařovacího signálu. Zisk antény je pasivní jev, výkon není anténou zvyšován, ale jednoduše přerozdělován tak, aby poskytoval více vyzářeného výkonu v určitém směru, než vysílají jiné izotropní antény.
↓ Následuje několik přibližných rovnic pro zisk antény.
Obecná anténa
G(dBi) = 10 Lg { 32000 / (203dB,E × 203dB,H)}
Ve vzorci jsou 2θ3dB,E a 2θ3dB,H šířka anténních klapek ve dvou hlavních rovinách; 32000 jsou statistická empirická data.
Parabolická anténa
G (dBi) = 10Lg{4,5×(D/λ0)2}
Ve vzorci je D průměr paraboloidu; λ0 je střední pracovní vlnová délka; 4.5 jsou statistická empirická data.
Vzpřímená všesměrová anténa
G(dBi) = 10 Lg { 2 L / λ0 }
Ve vzorci je L délka antény; λ0 je střední pracovní vlnová délka.
Nejdůležitější na nastavení antény je doladit její úhel sklonu dolů (což může vyřešit problémy s překrývajícím se pokrytím slabého pokrytí atd.). Následuje úvod do jeho nejoriginálnější metody výpočtu úhlu sklonu antény.
Vzorec výpočtu antény pro oblast s vysokým provozem (městská oblast).
Úhel sklonu antény = arctag (H/D) + vertikální úhel polovičního výkonu / 2
Vzorec antény pro oblast s nízkou obsluhou (venkov, předměstské oblasti atd.) .
Úhel sklonu antény = arctag (H/D)
Popis parametru.
(1) úhel sklonu antény: úhel mezi anténou a vertikálním směrem.
(2) H: výška antény. Dá se měřit přímo.
(3) D: poloměr pokrytí buňky. Obecně je hodnota D určena silničním testem, aby se zajistilo pokrytí, ve skutečném návrhu by obecně D mělo být větší, aby se zajistilo překrytí pokrytí mezi sousedními buňkami.
(4) Vertikální úhel polovičního výkonu: vertikální úhel polovičního výkonu antény, obecně 10 stupňů.
Směrový diagram, poměr maximální hodnoty přední a zadní klapky se nazývá přední a zadní poměr, zaznamenává se jako F/B . Před a po než větší, anténa po vyzařování (nebo příjmu) je menší. Před a po poměr F / B je velmi jednoduchý na výpočet:
F / B = 10 Lg {(dopředná hustota výkonu) / (zpětná hustota výkonu)}
Popis parametru: požadavky na předozadní poměr antény F/B, jeho typická hodnota je (18 ~ 30) dB, zvláštní okolnosti vyžadují až (35 ~ 40) dB.
Poměr napětí signálu a proudu signálu na vstupu antény se nazývá vstupní impedance antény. Vstupní impedance má odporovou složku Rin a reaktanční složku Xin, tzn.
Zin = Rin + j Xin
Existence reaktanční složky sníží anténu od napájecího vedení k odběru výkonu signálu, proto musí být reaktanční složka pokud možno nulová, to znamená, že vstupní impedance antény by měla být co možná největší pro čistý odpor.
Ve skutečnosti, i když je anténa dobře navržena a uvedena do provozu, vstupní impedance vždy obsahuje malou hodnotu složky reaktance. Vstupní impedance a struktura antény, velikost a vlnová délka, půlvlnný symetrický oscilátor je nejdůležitější základní anténa.
Jeho vstupní impedance je Zin = 73,1 + j42,5 (ohm).
Při zkrácení délky (3-5)% lze eliminovat reaktanční složku, takže vstupní impedance antény je čistě odporová, pak je vstupní impedance Zin = 73,1 ohmů (nominálních 75 ohmů). Přísně vzato, čistě odporová vstupní impedance antény je pouze pro bodový kmitočet. Mimochodem, vstupní impedance půlvlnného složeného oscilátoru je čtyřnásobek půlvlnného symetrického oscilátoru, tedy Zin = 280 ohmů (nominálních 300 ohmů).
Poměr napětí k proudu na různých místech nekonečně dlouhého přenosového vedení je definován jako charakteristická impedance přenosového vedení a označuje se Z. Vzorec pro výpočet charakteristické impedance koaxiálního kabelu je
Z. = [60/√εr] × Log ( D/d ) [ohm
Ve vzorci je D vnitřní průměr měděné sítě vnějšího vodiče koaxiálního kabelu; d je vnější průměr jádra koaxiálního kabelu; εr je relativní dielektrická konstanta izolačního média mezi vodiči. Poznámka: Obvykle Z. = 50 ohmů, existují také Z. = 75 ohmů.
Z výše uvedeného vzorce je snadné vidět, že charakteristická impedance napájecího vedení souvisí pouze s průměrem vodiče D a d a dielektrickou konstantou εr mezi vodiči, ale ne s délkou napájecího vedení, pracovní frekvencí a připojenou zátěžovou impedancí. k terminálu napájecího vedení.
Přenos signálu v napáječi kromě odporové ztráty vodiče je dielektrická ztráta izolačního materiálu. Tyto dvě ztráty se zvyšují s rostoucí délkou podavače a pracovní frekvencí. Proto by rozumné rozložení mělo být co nejkratší, aby se zkrátila délka krmítka.
Velikost ztráty na jednotku délky udává koeficient útlumu β, jehož jednotkou je dB/m (decibel/metr), jednotkou na technických specifikacích kabelu se většinou používá dB/100m (decibel/sto metrů).
Nechť příkon do podavače je P1, výstupní výkon z délky L (m) podavače je P2, přenosovou ztrátu TL lze vyjádřit následovně.
TL = 10 × Lg ( P1 /P2 ) ( dB )
Koeficient útlumu je: β = TL / L ( dB / m )
V případě nesouladu existují na napájecím vedení jak dopadající, tak odražené vlny. V místě, kde jsou dopadající a odražené vlny ve stejné fázi, se amplitudy napětí sčítají k maximální amplitudě napětí Vmax a tvoří vlnovou síť; zatímco v místě, kde jsou dopadající a odražené vlny v opačné fázi, se amplitudy napětí odečítají od minimální amplitudy napětí Vmin, čímž se vytvoří vlnový uzel. Hodnoty amplitudy ostatních bodů jsou mezi vlnovým břichem a vlnovým uzlem. Tato syntetická vlna se nazývá stojatá vlna.
A, poměr napětí odražené vlny a amplitudy napětí dopadající vlny se nazývá koeficient odrazu, označovaný jako R.
R = amplituda odražené vlny / amplituda dopadající vlny = (ZL - Z0) / (ZL + Z0 )
Za druhé, poměr napětí na břišní vlně k amplitudě napětí vlnové sekce se nazývá koeficient stojaté vlny, také známý jako poměr stojatých vln napětí, označovaný jako VSWR : VSWR = amplituda napětí na břišní vlně.
VSWR = Vmax / Vmin = (1 + R) / (1-R)
Čím blíže je koncová zátěžová impedance ZL a charakteristická impedance Z0, tím menší je koeficient odrazu R, tím blíže je VSWR k 1 a tím lepší shoda.
