Коефіцієнт підсилення антени відноситься до коефіцієнта підсилення випромінюваної потужності антени в певному напрямку відносно ідеальної антени точкового джерела. Він відображає здатність антени до випромінювання в певному напрямку, тобто ефективність прийому або випромінювання сигналу антеною в цьому напрямку. Чим вищий коефіцієнт підсилення антени, тим краще вона працює в певному напрямку та може ефективніше приймати або передавати сигнали. Коефіцієнт підсилення антени зазвичай виражається в децибелах (дБ) і є одним з важливих показників для оцінки роботи антени.
Далі я розповім вам про основні принципи посилення антени та про те, як розрахувати посилення антени тощо.
1. Принцип посилення антени
Теоретично кажучи, коефіцієнт посилення антени – це відношення густини потужності сигналу, що генерується фактичною антеною та ідеальною антеною точкового джерела в певному положенні в просторі за однакової вхідної потужності. Тут згадується концепція антени точкового джерела. Що це таке? Фактично, це антена, яка, на думку людей, випромінює сигнали рівномірно, а її діаграма спрямованості сигналу являє собою рівномірно розсіяну сферу. Фактично, антени мають напрямки посилення випромінювання (далі – поверхні випромінювання). Сигнал на поверхні випромінювання буде сильнішим, ніж значення випромінювання теоретичної антени точкового джерела, тоді як випромінювання сигналу в інших напрямках буде ослабленим. Порівняння між фактичним значенням та теоретичним значенням тут і є коефіцієнтом посилення антени.
На зображенні показаноRM-SGHA42-10модель продукту Отримання даних
Варто зазначити, що пасивні антени, які зазвичай бачать звичайні люди, не лише не збільшують потужність передачі, а й споживають її. Причина, чому вони все ще вважаються такими, що мають коефіцієнт посилення, полягає в тому, що інші напрямки пригнічуються, напрямок випромінювання концентрується, а коефіцієнт використання сигналу покращується.
2. Розрахунок коефіцієнта посилення антени
Коефіцієнт підсилення антени фактично відображає ступінь концентрованого випромінювання бездротової потужності, тому він тісно пов'язаний з діаграмою спрямованості антени. Загальноприйнято вважати, що чим вужчий головний пелюстка і чим менший бічний пелюстка в діаграмі спрямованості антени, тим вищий коефіцієнт підсилення. Отже, як розрахувати коефіцієнт підсилення антени? Для загальної антени формулу G (дБі) = 10Lg {32000/(2θ3дБ, E × 2θ3дБ, H)} можна використовувати для оцінки її підсилення. формула,
2θ3дБ, E та 2θ3дБ, H – ширина променя антени на двох основних площинах відповідно; 32000 – статистичні емпіричні дані.
Отже, що означатиме, якщо бездротовий передавач потужністю 100 мВт оснащений антеною з коефіцієнтом посилення +3 дБі? Спочатку перетворіть потужність передачі в коефіцієнт посилення сигналу в дБм. Метод розрахунку такий:
100 мВт = 10 лг, 100 = 20 дБм
Потім обчисліть загальну потужність передачі, яка дорівнює сумі потужності передачі та коефіцієнта підсилення антени. Метод розрахунку такий:
20 дБм+3 дБм=23 дБм
Зрештою, еквівалентна потужність передачі перераховується наступним чином:
10^ (23/10) ≈ 200 мВт
Іншими словами, антена з коефіцієнтом посилення +3 дБі може подвоїти еквівалентну потужність передачі.
3. Антени із загальним коефіцієнтом посилення
Антени наших звичайних бездротових маршрутизаторів є всеспрямованими антенами. Їхня випромінювальна поверхня знаходиться на горизонтальній площині, перпендикулярній до антени, де коефіцієнт посилення випромінювання найбільший, тоді як випромінювання над верхньою та нижньою частинами антени значно послаблюється. Це трохи схоже на те, якби взяти сигнальну кажана та трохи сплющити її.
Коефіцієнт підсилення антени – це лише «формування» сигналу, а розмір підсилення вказує на коефіцієнт використання сигналу.
Також існує звичайна пластинчаста антена, яка зазвичай є спрямованою антеною. Її поверхня випромінювання знаходиться у віялоподібній області безпосередньо перед пластиною, а сигнали в інших областях повністю ослаблені. Це трохи схоже на додавання кришки прожектора до лампочки.
Коротше кажучи, антени з високим коефіцієнтом посилення мають переваги більшого радіусу дії та кращої якості сигналу, але їм доводиться жертвувати випромінюванням в окремих напрямках (зазвичай у напрямках, що втрачаються). Антени з низьким коефіцієнтом посилення зазвичай мають великий спрямований діапазон, але короткий радіус дії. Коли бездротові продукти залишають завод, виробники зазвичай налаштовують їх відповідно до сценаріїв використання.
Я хотів би порекомендувати ще кілька антенних продуктів з хорошим коефіцієнтом посилення для всіх:
RM-BDHA056-11 (0,5-6 ГГц)
RM-DCPHA105145-20A (10,5–14,5 ГГц)
RM-SGHA28-10 (26,5-40 ГГц)
Час публікації: 26 квітня 2024 р.
