Aktualności - Zasada zysku antenowego, jak obliczyć zysk antenowy

Zysk anteny odnosi się do zysku mocy promieniowanej anteny w określonym kierunku w porównaniu z idealną anteną źródła punktowego. Reprezentuje on zdolność anteny do promieniowania w określonym kierunku, czyli efektywność odbioru lub emisji sygnału w tym kierunku. Im wyższy zysk anteny, tym lepsza jest jej wydajność w danym kierunku i tym bardziej efektywny jest odbiór lub transmisja sygnałów. Zysk anteny jest zazwyczaj wyrażany w decybelach (dB) i jest jednym z ważnych wskaźników oceny wydajności anteny.

Następnie przedstawię Ci podstawowe zasady wzmocnienia anteny oraz sposób obliczania wzmocnienia anteny itp.

1. Zasada wzmocnienia anteny

Teoretycznie zysk anteny to stosunek gęstości mocy sygnału generowanej przez rzeczywistą antenę i idealną antenę źródła punktowego w określonym położeniu w przestrzeni przy tej samej mocy wejściowej. W tym miejscu wspomniano o koncepcji anteny źródła punktowego. Czym ona jest? W rzeczywistości jest to antena, którą ludzie wyobrażają sobie jako emitującą sygnały równomiernie, a jej charakterystyka promieniowania sygnału jest jednorodnie rozproszoną kulą. W rzeczywistości anteny mają kierunki wzmocnienia promieniowania (zwane dalej powierzchniami promieniowania). Sygnał na powierzchni promieniowania będzie silniejszy niż wartość promieniowania teoretycznej anteny źródła punktowego, podczas gdy promieniowanie sygnału w innych kierunkach będzie słabsze. Porównanie wartości rzeczywistej z wartością teoretyczną to zysk anteny.

Na zdjęciu widaćRM-SGHA42-10model produktu Uzyskaj dane

Warto zauważyć, że pasywne anteny, powszechnie spotykane w życiu codziennym, nie tylko nie zwiększają mocy nadawania, ale wręcz ją zużywają. Powodem, dla którego nadal uważa się je za anteny o wzmocnieniu, jest poświęcenie innych kierunków, koncentracja kierunku promieniowania i poprawa współczynnika wykorzystania sygnału.

2. Obliczanie zysku anteny

Zysk anteny w rzeczywistości reprezentuje stopień skupienia promieniowania mocy bezprzewodowej, dlatego jest ściśle powiązany z charakterystyką promieniowania anteny. Powszechnie przyjmuje się, że im węższy listek główny i mniejszy listek boczny w charakterystyce promieniowania anteny, tym większy zysk. Jak zatem obliczyć zysk anteny? W przypadku anteny ogólnej, do oszacowania jej zysku można użyć wzoru G (dBi) = 10Lg {32000/(2θ3dB, E × 2θ3dB, H)}. Wzór:
2θ3dB, E i 2θ3dB, H to szerokości wiązek anteny odpowiednio na dwóch głównych płaszczyznach; 32000 to statystyczne dane empiryczne.

Co zatem oznaczałoby, gdyby nadajnik bezprzewodowy o mocy 100 mW był wyposażony w antenę o zysku +3 dBi? Najpierw należy przeliczyć moc nadawania na zysk sygnału w dBm. Metoda obliczeniowa jest następująca:

100mw=10lg100=20dbm

Następnie oblicz całkowitą moc nadawania, która jest równa sumie mocy nadawania i zysku anteny. Metoda obliczeń jest następująca:

20 dBm + 3 dBm = 23 dBm

Na koniec równoważną moc nadawania przelicza się w następujący sposób:

10^（23/10）≈200mW

Innymi słowy, antena o zysku +3 dBi może podwoić równoważną moc nadawania.

3. Typowe anteny o wzmocnieniu

Anteny naszych popularnych routerów bezprzewodowych to anteny dookólne. Ich powierzchnia promieniowania znajduje się w płaszczyźnie poziomej, prostopadłej do anteny, gdzie zysk promieniowania jest największy, podczas gdy promieniowanie powyżej i poniżej dolnej krawędzi anteny jest znacznie osłabione. To trochę jak wzięcie kija sygnałowego i lekkie jego spłaszczenie.

Wzmocnienie anteny to po prostu „kształtowanie” sygnału, a wielkość wzmocnienia wskazuje stopień wykorzystania sygnału.

Istnieje również typowa antena płytowa, która zazwyczaj jest anteną kierunkową. Jej powierzchnia promieniowania znajduje się w obszarze o kształcie wachlarza, bezpośrednio przed płytą, a sygnały w pozostałych obszarach są całkowicie osłabione. To trochę jak dodanie klosza do żarówki.

Krótko mówiąc, anteny o wysokim zysku mają tę zaletę, że oferują większy zasięg i lepszą jakość sygnału, ale muszą poświęcać promieniowanie w poszczególnych kierunkach (zazwyczaj w kierunkach marnowanych). Anteny o niskim zysku zazwyczaj mają duży zasięg kierunkowy, ale krótki. Kiedy produkty bezprzewodowe opuszczają fabrykę, producenci zazwyczaj konfigurują je zgodnie z warunkami użytkowania.

Chciałbym polecić każdemu jeszcze kilka produktów antenowych o dobrym zysku: