Wzmocnienie anteny



Wszystka wiedza, jaką ludzie zgromadzili przez wieki na temat Wzmocnienie anteny, jest teraz dostępna w Internecie, a my zebraliśmy ją i uporządkowaliśmy dla Ciebie w najbardziej przystępny sposób. Chcemy, abyś mógł szybko i sprawnie uzyskać dostęp do wszystkich informacji o Wzmocnienie anteny, które chcesz poznać, aby Twoje doświadczenie było przyjemne i abyś czuł, że naprawdę znalazłeś informacje o Wzmocnienie anteny, których szukałeś.

Aby osiągnąć nasze cele, dołożyliśmy starań nie tylko w celu uzyskania najbardziej aktualnych, zrozumiałych i prawdziwych informacji o Wzmocnienie anteny, ale także upewniliśmy się, że wygląd, czytelność, szybkość ładowania i użyteczność strony są tak przyjemne, jak to tylko możliwe, abyś mógł skupić się na tym, co najważniejsze, czyli na poznaniu wszystkich dostępnych danych i informacji o Wzmocnienie anteny, bez konieczności martwienia się o cokolwiek innego - my już zajęliśmy się tym za Ciebie. Mamy nadzieję, że udało nam się osiągnąć nasz cel i że użytkownik znalazł poszukiwane informacje o Wzmocnienie anteny. Witamy Cię i zachęcamy do dalszego korzystania z scientiapl.com .

W elektromagnetycznych , antena jest przyrost mocy lub po prostu zysk jest kluczowym numer wydajno, która czy si z anteny s kierunkowo i sprawno elektryczna . W antenie nadawczej wzmocnienie opisuje, jak dobrze antena przeksztaca moc wejciow na fale radiowe kierowane w okrelonym kierunku. W antenie odbiorczej wzmocnienie opisuje, jak dobrze antena przeksztaca fale radiowe nadchodzce z okrelonego kierunku na energi elektryczn. Gdy nie okrelono kierunku, wzmocnienie jest rozumiane jako odniesienie do wartoci szczytowej wzmocnienia, wzmocnienia w kierunku gównego pata anteny . Wykres wzmocnienia w funkcji kierunku nazywany jest wzorcem wzmocnienia lub wzorcem promieniowania .

Zysk anteny jest zwykle definiowany jako stosunek mocy wytwarzanej przez anten ze róda dalekiego pola na osi wizki anteny do mocy wytwarzanej przez hipotetyczn bezstratn anten izotropow , która jest jednakowo wraliwa na sygnay ze wszystkich kierunków. Zwykle stosunek ten jest wyraany w decybelach , a jednostki te okrelane s jako decybele-izotropowe (dBi). Alternatywna definicja porównuje odbieran moc z moc odbieran przez bezstratn pófalow anten dipolow , w którym to przypadku jednostki s zapisywane jako dBd . Poniewa bezstratna antena dipolowa ma zysk 2,15 dBi, stosunek midzy tymi jednostkami wynosi . Dla danej czstotliwoci efektywny obszar anteny jest proporcjonalny do zysku mocy. Efektywna dugo anteny jest proporcjonalna do pierwiastka kwadratowego wzmocnienia anteny dla okrelonej czstotliwoci i odpornoci na promieniowanie . Ze wzgldu na wzajemno , zysk kadej odwrotnej anteny podczas odbioru jest równy jej wzmocnieniu podczas nadawania.

Wzmocnienie lub kierunkowo to inny rodek, który nie bierze pod uwag sprawnoci elektrycznej anteny. Termin ten jest czasami bardziej istotny w przypadku anteny odbiorczej, gdzie chodzi gównie o zdolno anteny do odbierania sygnaów z jednego kierunku przy jednoczesnym odrzucaniu sygnaów zakócajcych pochodzcych z innego kierunku.

Zysk mocy

Zysk mocy (lub po prostu zysk ) jest niemianowan miar, która czy wydajno i kierunkowo anteny D :

Pojcia efektywnoci i kierunkowoci zale od nastpujcych czynników.

Efektywno

Wydajno anteny jest Cakowita moc promieniowania podzielona przez mocy wejciowej w feedpoint

Antena nadawcza jest zasilana przez lini zasilajc , lini transmisyjn czc anten z nadajnikiem radiowym . Moc wejciowa do anteny jest zwykle okrela si moc dostarczana do zacisków anteny (The feedpoint ), wic antena straty mocy nie obejmuje energii utraconej w wyniku Prawo Joule'a w linii zasilajcej i odbi z powrotem w dó linii zasilajcej z powodu anteny linii / niedopasowania impedancji .

Twierdzenie o elektromagnetycznej wzajemnoci gwarantuje, e waciwoci elektryczne anteny, takie jak sprawno, kierunkowo i wzmocnienie, s takie same, gdy antena jest uywana do odbioru, jak i podczas nadawania.

Kierunkowo

Kierunkowo anteny jest okrelona przez jej charakterystyk promieniowania , czyli sposób, w jaki wypromieniowana moc rozkada si wraz z kierunkiem w trzech wymiarach . Wszystkie anteny s kierunkowe w mniejszym lub wikszym stopniu, co oznacza, e w niektórych kierunkach emituj wiksz moc ni w innych. Kierunek jest okrelony tu sferycznych wspórzdnych , gdzie jest wysoko i kt powyej okrelonej paszczyzny odniesienia (na przykad w gruncie), a jest azymutem , jak kt pomidzy wystpem danego kierunku na paszczyzn odniesienia, a ustalony kierunek odniesienia (np. pónoc lub wschód) na tej paszczynie z okrelonym znakiem (zgodnie lub przeciwnie do ruchu wskazówek zegara).

Rozkad mocy wyjciowej w funkcji moliwych kierunków jest okrelony przez jej natenie promieniowania (w jednostkach SI : waty na steradian, Wsr- 1 ). Moc wyjciowa jest uzyskiwana z natenia promieniowania poprzez cakowanie tego ostatniego we wszystkich ktach bryowych :

redni intensywno promieniowania jest wic podaje

  poniewa w sferze jest 4 steradian
         przy uyciu pierwszej formuy dla .

Wzmocnienie kierunkowe lub kierunkowo anteny w danym kierunku jest stosunkiem jej natenia promieniowania w tym kierunku do jego redniego natenia promieniowania . To jest,

Antena izotropowa, czyli taka o takim samym nateniu promieniowania we wszystkich kierunkach, ma zatem kierunkowo D = 1 we wszystkich kierunkach, niezalenie od jej wydajnoci. Bardziej ogólnie, maksymalna, minimalna i rednia kierunkowo kadej anteny wynosi zawsze co najmniej 1, najwyej 1 i dokadnie 1. Dla dipola pófalowego odpowiednie wartoci wynosz 1,64 (2,15 dB ), 0 i 1.

Gdy kierunkowo anteny podawana jest niezalenie od kierunku, odnosi si ona do jej maksymalnej kierunkowoci w dowolnym kierunku, a mianowicie

Osiga

Zysk mocy lub po prostu zysk anteny w danym kierunku uwzgldnia sprawno, bdc zdefiniowanym jako stosunek jej natenia promieniowania w tym kierunku do redniego natenia promieniowania doskonale sprawnej anteny. Poniewa ta ostatnia równa si , jest zatem dana przez

                   uywajc drugiego równania dla
                   uywajc równania dla

Podobnie jak w przypadku kierunkowoci, gdy zysk anteny jest podawany niezalenie od kierunku, odnosi si do maksymalnego wzmocnienia w dowolnym kierunku. Poniewa jedyn rónic midzy wzmocnieniem a kierunkowoci w dowolnym kierunku jest stay czynnik niezaleny od i , otrzymujemy podstawow formu tej sekcji:

Streszczenie

Jeli tylko pewna cz energii elektrycznej odbieranej z nadajnika jest faktycznie wypromieniowywana przez anten (tj. mniej ni 100% wydajnoci), wtedy wzmocnienie dyrektywy porównuje moc wypromieniowan w danym kierunku z t zmniejszon moc (zamiast cakowitej mocy otrzymane), ignorujc nieefektywno. Kierunkowo jest zatem maksymalnym wzmocnieniem kierunkowym, gdy bierze si pod uwag wszystkie kierunki i zawsze wynosi co najmniej 1. Z drugiej strony, zysk mocy uwzgldnia gorsz sprawno poprzez porównanie mocy promieniowanej w danym kierunku z rzeczywist moc, któr antena odbiera z nadajnika, co czyni j bardziej uyteczn wartoci wkadu anteny w zdolno nadajnika do wysyania fali radiowej w kierunku odbiornika. W kadym kierunku zysk energetyczny anteny izotropowej jest równy sprawnoci, a wic zawsze wynosi co najwyej 1, chocia moe i najlepiej powinien przekracza 1 dla anteny kierunkowej .

Naley zauway, e w przypadku niedopasowania impedancji , P in bdzie obliczane jako moc padajca linii transmisyjnej minus moc odbita. Lub równowanie, jeli chodzi o napicie skuteczne V na zaciskach antenowych:

gdzie Z w jest impedancj punktu zasilania .

Zysk w decybelach

Opublikowane liczby dotyczce zysku anteny s prawie zawsze wyraane w decybelach (dB), w skali logarytmicznej. Ze wspóczynnika wzmocnienia G mona znale wzmocnienie w decybelach jako:

Dlatego antena o szczytowym wzmocnieniu mocy 5 powinna mie zysk 7 dBi. dBi jest uywane, a nie tylko dB, aby podkreli, e jest to wzmocnienie zgodnie z podstawow definicj, w której antena jest porównywana z promiennikiem izotropowym.

Kiedy rzeczywiste pomiary wzmocnienia anteny s wykonywane przez laboratorium, natenie pola anteny testowej jest mierzone, gdy dostarczana jest, powiedzmy, 1 wat mocy nadajnika, w pewnej odlegoci. To natenie pola jest porównywane z nateniem pola znalezionym przy uyciu tak zwanej anteny referencyjnej w tej samej odlegoci odbierajcej t sam moc w celu okrelenia wzmocnienia testowanej anteny. Stosunek ten byby równy G, gdyby antena odniesienia bya promiennikiem izotropowym (irad).

Jednak nie mona zbudowa prawdziwego promiennika izotropowego, dlatego w praktyce stosuje si inn anten. Czsto bdzie to dipol pófalowy, bardzo dobrze zrozumiaa i powtarzalna antena, któr mona atwo zbudowa dla dowolnej czstotliwoci. Wiadomo, e wzmocnienie dyrektywne dipola pófalowego wynosi 1,64 i mona sprawi, e bdzie on sprawny prawie w 100%. Poniewa wzmocnienie zostao zmierzone w odniesieniu do tej anteny odniesienia, rónica w wzmocnieniu anteny testowej jest czsto porównywana z rónic w dipolu. Wzmocnienie w stosunku do dipola jest wic czsto cytowane i oznaczane za pomoc dBd zamiast dBi, aby unikn pomyek. Dlatego w kategoriach wzmocnienia rzeczywistego (w stosunku do promiennika izotropowego) G, ta warto wzmocnienia jest dana wzorem:

Na przykad powysza antena o wzmocnieniu G=5 miaaby wzmocnienie w stosunku do dipola 5/1,64 = 3,05, lub w decybelach nazwalibymy to 10 log(3,05) = 4,84 dBd. Ogólnie:

W powszechnym uyciu s zarówno dBi, jak i dBd. Gdy maksymalne wzmocnienie anteny jest okrelone w decybelach (na przykad przez producenta) naley mie pewno, czy chodzi o wzmocnienie w stosunku do promiennika izotropowego, czy w stosunku do dipola. Jeli okrela dBi lub dBd, nie ma dwuznacznoci, ale jeli okrelono tylko dB, naley sprawdzi drobnym drukiem. Obie figury mona atwo przeksztaci w drug, korzystajc z powyszej zalenoci.

Zauwa, e rozwaajc charakterystyk kierunkow anteny, zysk w odniesieniu do dipola nie oznacza porównania wzmocnienia anteny w kadym kierunku do wzmocnienia dipola w tym kierunku. Jest to raczej porównanie wzmocnienia anteny w kadym kierunku do szczytowego wzmocnienia dipola (1,64). Dlatego w dowolnym kierunku takie liczby s o 2,15 dB mniejsze ni wzmocnienie wyraone w dBi.

Czciowy zysk

Wzmocnienie czciowe jest obliczane jako wzmocnienie mocy, ale dla okrelonej polaryzacji . Definiuje si j jako cz natenia promieniowania odpowiadajcego danej polaryzacji podzielona przez cakowite natenie promieniowania anteny izotropowej.

Czciowe zyski w skadnikach i s wyraone jako

oraz

,

gdzie i reprezentuj natenie promieniowania w danym kierunku zawarte w ich odpowiedniej skadowej pola.

W wyniku tej definicji moemy stwierdzi, e cakowity zysk anteny jest sum zysków czciowych dla dowolnych dwóch polaryzacji ortogonalnych.

Przykadowe obliczenia

Zaómy, e bezstratna antena ma charakterystyk promieniowania podan przez:

Znajdmy zysk takiej anteny.

Rozwizanie :

Najpierw znajdujemy szczytow intensywno promieniowania tej anteny:

Cakowit moc promieniowania mona znale, cakujc we wszystkich kierunkach:

Poniewa antena jest okrelona jako bezstratna, wydajno promieniowania wynosi 1. Maksymalny zysk jest wtedy równy:

.

Wyraone w stosunku do wzmocnienia dipola pófalowego znalelibymy:

.

Zrealizowany zysk

Zgodnie z norm IEEE 145-1993 zrealizowany zysk róni si od powyszych definicji wzmocnienia tym, e jest zmniejszony o straty spowodowane niedopasowaniem impedancji wejciowej anteny do okrelonej impedancji. To niedopasowanie powoduje straty powyej strat dyssypatywnych opisanych powyej; dlatego zrealizowany zysk bdzie zawsze mniejszy ni zysk.

Zysk moe by wyraony jako zysk bezwzgldny, jeli wymagane jest dalsze wyjanienie w celu odrónienia go od zysku zrealizowanego.

Cakowita moc promieniowania

Cakowita moc wypromieniowana (TRP) jest sum caej mocy RF wypromieniowanej przez anten, gdy moc róda jest uwzgldniona w pomiarze. TRP wyraa si w watach lub odpowiednich wyraeniach logarytmicznych, czsto dBm lub dBW.

Podczas testowania urzdze mobilnych TRP mona mierzy w bliskiej odlegoci od strat pochaniajcych energi, takich jak ciao i rka uytkownika.

TRP mona wykorzysta do okrelenia utraty ciaa (BoL). Utrata ciaa jest traktowana jako stosunek TRP mierzonego w obecnoci ubytków i TRP mierzonego w wolnej przestrzeni.

Zobacz te

Bibliografia

Bibliografia

  • Teoria anteny (3rd edition), C. Balanis, Wiley, 2005, ISBN  0-471-66782-X
  • Antena do wszystkich zastosowa (3rd edition), John D. Kraus, Ronald J. Marhefka, 2002, ISBN  0-07-232103-2

Domena publiczna Ten artyku zawiera  materia z domeny publicznej z dokumentu General Services Administration : Federal Standard 1037C .(na poparcie MIL-STD-188 )

Opiniones de nuestros usuarios

Wieslaw Sroka

Ten wpis na Wzmocnienie anteny sprawił, że wygrałem zakład, co mniej niż uzyskanie dobrego wyniku.

Emil Winiarski

Dzięki za ten post na Wzmocnienie anteny, właśnie tego potrzebowałem

Paula Stankiewicz

Wspaniałe odkrycie tego artykułu na Wzmocnienie anteny i całej stronie. Przechodzi prosto do ulubionych.

Paul Marciniak

Wreszcie! W dzisiejszych czasach wydaje się, że jeśli nie piszą artykułów składających się z dziesięciu tysięcy słów, to nie są szczęśliwi. Panowie autorzy treści, to TAK to dobry artykuł o Wzmocnienie anteny.