Усилване на антената - насоченост, ефективност и нейното преобразуване

Усилване на антената - насоченост, ефективност и нейното преобразуване

Антените се използват в този модерен комуникация за предаване на данни и получаване на данни чрез кабелен или безжичен канал. Или по друг начин, може да се определи като предаване и приемане на радиовълните във всяка хоризонтална посока или определена посока. Тези антени действат като интерфейс между електрически сигнали и радиосигнали. Тук електрическите сигнали се препращат през метални проводници, а радиосигналите се разпространяват през свободното пространство. Хайнрих Херц е първият човек, който е разработил антена през 1886 г. Той е създал диполна антена и с електрически сигнали е предавал и приемал сигналите. По-късно през 1901 г. Маркони е ученият, изпращащ информацията през Атлантическия регион. Параметрите на антената са по-важни. Параметрите са насоченост (D), усилване на антената (G), разделителна способност, шарки, площ на антенния лъч, ефективност на антенния лъч, ефективност на антената ( на ). В тази статия ще обсъдим пълната информация, свързана с усилването на антената.



Какво е усилване на антената?

Можем да определим антената печалба като комбинация от ефективността на антената и насочеността на антената и това зависи от тези параметри. Така че тези две могат да окажат влияние върху усилването на антената. Преди да обсъдим първо усилването на антената, трябва да знаем каква е насочеността на антената.


Насоченост на антената





Може да се определи като съотношение на максималната интензивност на излъчване на изпитваната антена към интензивността на излъчване на изотропна антена или еталонна антена, която излъчва общо същата мощност. Дирекцията може да се обозначи с D.

Насочеността на антената показва как тя може да излъчва енергията в една или повече конкретни посоки. Моделът на излъчване на антената определя стойността на нейната насоченост.



насоченост на антената

насоченост на антената

След това, Directivity D = максимална интензивност на излъчване на тестова антена / интензивност на излъчване на изотропна антена. Тук изотропната антена е идеална антена, която излъчва силата си еднакво или равномерно във всяка посока към космоса. Няма физическа материя на изотропната антена и тя може да се приеме само като еталонна антена.


По друг начин, насочеността на антената може да бъде определена като съотношението на максималната интензивност на излъчване на изпитваната антена към средната интензивност на излъчване на изпитваната антена.

Насоченост на антената D = максимална интензивност на излъчване на тестова антена / средна интензивност на излъчване на тестовата антена.

D = Ф (θ, Ф) max / Фavg
D = Ф (θ, Ф) макс / (Wr / 4 π)
D = 4 π Ф (θ, Ф) макс. / Wr

Следователно D = 4 π (максимална интензивност на излъчване) / обща мощност на излъчване.

Ефективност на антената

Това е важният параметър на антената. Ефективността на антената се определя като съотношението на мощността, излъчена във всички посоки, към общата входна мощност, подавана към нейните клеми. Поради загуба на съпротивление в антената, общият приложен вход не се излъчва в целевата си посока. Ефективност на антената, обозначена с „ на ‘. Ефективността на антената може да бъде известна в проценти и когато се умножи със 100. Обикновено коефициентът на ефективност на антената е между 0 и 1.

Ефективност на антената на = Мощност, излъчвана от антена / общ вход

на = Pr / (Pr + Pi) [Pr = излъчена мощност Pi = омични загуби в антената]

Измерване на усилването на антената

Печалба, изчислена най-вече във фигурата на заслугите. Тук коефициентът на усилване се обозначава с G или усилване на мощността Gp. По печалба можем да изчислим диаграмата на излъчване на антената. „Коефициентът на усилване на антената се дефинира като съотношение между максималната интензивност на излъчване на дадена антена в дадена посока към максималната. интензивността на излъчване на изотропна антена ”, когато към двете антени се прилага еднакво количество мощност.

печалба-модел

печалба-модел

„Когато насочването се преобразува в децибели, можем да го определим като усилване на антената“.

Коефициент на усилване G = Максимален интензитет на излъчване от обектната антена (Фs) / Максимален интензитет на излъчване от изотропната антена (Фi)

Коефициентът на усилване на антената G = ефективност на антената * насоченост на антената D

Единици за усилване - dB (децибели), dBi (децибели спрямо изотропна антена), dBd (децибели спрямо дипол антена)

Стойността на усилването показва доколко вашата антена е успяла, докато е преобразувала входната мощност в радиовълни в определена посока и как преобразува радиовълните в електрическа форма от страната на приемника. Понякога печалбата се обсъжда като функция от ъгъла. В този случай трябва да се има предвид радиационната схема.

Формула за усилване на антената

По стойността на усилването можем да разберем колко количество усилване на сигнала се осигурява на входа от антената.

Помага на етапа на приемника колко енергия е необходима за възпроизвеждане на същия предаван сигнал от канала.

Усилване на обектна антена или тестова антена Gt = Gi + 10log10 (Pt / Pi)

Където

Gt = усилване на тестваната антена
Gi = усилване на изотропна антена
Pt = мощност, излъчвана от тестовата антена
Pi = мощност, излъчвана от изотропната антена

Преобразуване на усилване на антената

Коефициентът на усилване на антената се изразява в децибели (dB), защото ако усилването, изразено в редовни единици, като термин ватове, в тези случаи при изчисляване на получената мощност резултатът ще бъде много малък, т.е. понякога ще даде и експоненциална форма. Трудно е да се вземат предвид всеки път, когато този тип стойности са, така че печалбата може да бъде изразена в децибели (dB). 5 dB означава 5 пъти енергията спрямо изотропната антена в нейната пикова посока на излъчване.

Линейните единици се преобразуват в децибели, следвайки това уравнение.

Pdb = 10 log10p

Друга единица за усилване на антената е dBm. Това означава децибел спрямо миливат.

1W = 1000mw = 0dB = 30dBm

dBi е друга единица за усилване на антената и нейния децибел на усилване спрямо изотропна антена. dBi означава двойна мощност спрямо изотропната антена в нейната пикова посока на излъчване.

Така че печалбата може да бъде изразена в единици децибели или децибели мили-ватова или децибелна изотропна антена. Най-вече се изразява само в децибели (dB).

Как да увеличим усилването на антената?

Коефициентът на усилване на антената показва способността й да излъчва сигналите, за да насочва във всяка посока. Ако коефициентът на усилване е по-голям, такава антена може да предаде повече мощност на приемника в една определена посока и тя затихва всички останали сигнали от други посоки. Ако антената излъчва сигналите еднакво във всяка посока, това означава, че може да бъде възможно само от сферична антена, която се нарича изотропна антена и те не съществуват в реално време.

Ако печалбата е по-винаги, това е предимство за веригата, но това зависи само от нуждата. Следните методи са полезни за увеличаване на усилването на антената.

Те са

  • Ефективната площ на антената.
  • Параболични отражатели
  • Масиви от елементи
  • Рефлекторни масиви
  • Ефективност на антената
  • Насоченост.

The антена е най-полезен в областта на комуникацията за излъчване и приемане на радиовълните през електрическа форма в канала. В антената има различни видове. Видове антена имат различна структура с всеки от тях. Според нуждите те са били използвани и ако коефициентът на усилване на антената може да е нисък или висок, т.е., изцяло зависим само от нуждата. Ако коефициентът на усилване е по-голям, той може да излъчва сигналите в определена посока в пространството. Ако печалбата е ниска, тогава нейното покритие е по-широк диапазон. Ако наблюдавате ежедневните комуникационни системи, можем да получим повече информация за важността на антената и стойността на усилването на антената.