A ganancia da antena é unha parte moi importante da estrutura de coñecemento das antenas e, por suposto, tamén é un dos parámetros importantes para a selección da antena. A ganancia da antena tamén xoga un gran papel na calidade operativa do sistema de comunicación. En xeral, a mellora da ganancia depende principalmente de reducir o ancho do lóbulo irradiado no plano vertical, mantendo o rendemento de radiación omnidireccional no plano horizontal.
1. A definición de ganancia de antena:
A relación entre a densidade de fluxo de potencia irradiada dunha antena nunha dirección especificada e a densidade máxima de fluxo de potencia irradiada da antena de referencia na mesma potencia de entrada.
→ Preste atención aos seguintes puntos:
(1) Se non está especialmente marcado, a ganancia da antena refírese á ganancia na dirección máxima de radiación;
(2) Nas mesmas condicións, canto maior sexa a ganancia, mellor será a directividade e canto máis lonxe viaxa a onda de radio, é dicir, a distancia de cobertura aumenta. Non obstante, o ancho da velocidade de onda non se comprimirá e canto máis estreito sexa o lóbulo, o que resulta nunha peor uniformidade de cobertura.
(3) A antena é un dispositivo pasivo e non pode xerar enerxía. A ganancia da antena é só a capacidade de concentrar efectivamente a enerxía para irradiar ou recibir ondas electromagnéticas nunha dirección específica.
2. Fórmula de cálculo da ganancia da antena
Pola definición de ganancia de antena podemos comprender que a ganancia de antena está estreitamente relacionada co patrón de antena. Canto máis estreito é o lóbulo principal, máis pequeno é o lóbulo lateral e maior é a ganancia.
Antena parabólica MIMO bipolar / polarizada en cruz 2.4GHz22dBi
(1) Para unha antena parabólica, pódese usar a seguinte fórmula para aproximar a súa ganancia:
G (dBi) = 10Lg {4.5 × (D / λ0) ^ 2}
*Nota:
D: diámetro parabólico
λ0: lonxitude de onda de traballo central
4.5: Datos empíricos estatísticos
Conector femia tipo antena MIMO omnidireccional bipolar 2.4GHz13dBi
(2) Para unha antena omnidireccional vertical, tamén se pode usar a seguinte fórmula para o cálculo aproximado:
G (dBi) = 10Lg {2L / λ0}
*Nota:
L: lonxitude da antena
λ0: lonxitude de onda de traballo central
3. Gañar e transmitir potencia
O sinal de radiofrecuencia emitido polo transmisor de radio transmítese á antena a través do alimentador (cable), e é irradiado pola antena en forma de ondas electromagnéticas. Despois de que a onda electromagnética chegue ao lugar de recepción, é recibida pola antena (só se recibe unha pequena parte da enerxía) e envíase ao receptor de radio a través do alimentador. Polo tanto, na enxeñaría de rede sen fíos, é moi importante calcular a potencia de transmisión do dispositivo transmisor e a capacidade de radiación da antena.
A potencia de transmisión das ondas de radio refírese á enerxía dentro dun rango de frecuencia dado e normalmente hai dúas medidas ou estándares de medida:
Potencia (W): relativa ao nivel lineal de 1 watt (watts).
Ganancia (dBm): en relación ao nivel proporcional de 1 milliwatt (Milliwatt).
→ As dúas expresións pódense converter entre si:
dBm = 10xlog ［Potencia mW］
mW = 10 ^ [Ganancia dBm / 10dBm]
Nos sistemas sen fíos, as antenas úsanse para converter as ondas de corrente en ondas electromagnéticas. Durante o proceso de conversión, os sinais transmitidos e recibidos tamén se poden "amplificar". A medida desta amplificación de enerxía chámase "Ganancia". A unidade de medida para a ganancia da antena é "dBi".
Dado que a enerxía das ondas electromagnéticas nun sistema sen fíos é xerada pola enerxía de transmisión do dispositivo transmisor e a amplificación da antena, é mellor medir a enerxía transmitida coa mesma ganancia métrica (dB), por exemplo, a potencia de o dispositivo transmisor é de 100 mW ou 20 dBm; A ganancia de é 10dBi, entón:
Enerxía total de emisión = potencia de emisión (dBm) + ganancia da antena (dBi)
＝ 20dBm ＋ 10dBi
＝ 30dBm
Ou: = 1000mW ＝ 1W
[Regra 3dB]
→ Cada dB é moi importante no sistema de "baixa potencia", especialmente hai que recordar a "regra 3dB".
Cada aumento ou diminución de 3dB significa que a potencia duplícase ou redúcese á metade:
-3dB = 1/2 potencia
-6dB = 1/4 potencia
+ 3dB = 2x potencia
+ 6dB = 4x potencia
Por exemplo, a potencia de transmisión sen fíos de 100 mW é de 20 dBm, mentres que a potencia de transmisión sen fíos de 50 mW é de 17 dBm e a potencia de transmisión de 200 mW é de 23 dBm.
Noso outro produto:
