Το κέρδος κεραίας είναι ένα πολύ σημαντικό μέρος της δομής γνώσης των κεραιών, και φυσικά είναι επίσης μία από τις σημαντικές παραμέτρους για την επιλογή της κεραίας. Το κέρδος κεραίας παίζει επίσης μεγάλο ρόλο στην ποιότητα λειτουργίας του συστήματος επικοινωνίας. Γενικά, η βελτίωση του κέρδους εξαρτάται κυρίως από τη μείωση του πλάτους του ακτινοβολημένου λοβού στο κατακόρυφο επίπεδο, διατηρώντας παράλληλα την απόδοση της πανκατευθυντικής ακτινοβολίας στο οριζόντιο επίπεδο.
1. Ο ορισμός του κέρδους κεραίας:
Η αναλογία της πυκνότητας ροής ακτινοβολημένης ισχύος μιας κεραίας σε καθορισμένη κατεύθυνση προς τη μέγιστη πυκνότητα ροής ισχύος ακτινοβολίας της κεραίας αναφοράς στην ίδια ισχύ εισόδου.
→ Δώστε προσοχή στα ακόλουθα σημεία:
(1) Εάν δεν έχει επισημανθεί ειδικά, το κέρδος κεραίας αναφέρεται στο κέρδος στη μέγιστη διεύθυνση ακτινοβολίας.
(2) Υπό τις ίδιες συνθήκες, όσο υψηλότερο είναι το κέρδος, τόσο καλύτερη είναι η κατευθυντικότητα και όσο πιο μακριά ταξιδεύει το ραδιοκύμα, δηλαδή αυξάνεται η απόσταση κάλυψης. Ωστόσο, το πλάτος της ταχύτητας κύματος δεν θα συμπιεστεί και ο στενότερος λοβός, με αποτέλεσμα την κακή ομοιομορφία κάλυψης.
(3) Η κεραία είναι μια παθητική συσκευή και δεν μπορεί να παράγει ενέργεια. Το κέρδος κεραίας είναι απλώς η ικανότητα αποτελεσματικής συγκέντρωσης ενέργειας για ακτινοβολία ή λήψη ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων σε μια συγκεκριμένη κατεύθυνση.
2. Τύπος υπολογισμού του κέρδους κεραίας
Μπορούμε να καταλάβουμε από τον ορισμό του κέρδους κεραίας ότι το κέρδος κεραίας σχετίζεται στενά με το σχέδιο κεραίας. Όσο στενότερο είναι ο κύριος λοβός, τόσο μικρότερος είναι ο πλευρικός λοβός και τόσο υψηλότερο είναι το κέρδος.
2.4GHz22dBi διπολική / παραπολική κεραία MIMO πολλαπλής πόλωσης
(1) Για μια παραβολική κεραία, μπορεί να χρησιμοποιηθεί ο ακόλουθος τύπος για την προσέγγιση του κέρδους της:
G (dBi) = 10Lg {4.5 × (D / λ0) ^ 2}
*Σημείωση:
D: Παραβολική διάμετρος
λ0: Κεντρικό μήκος κύματος εργασίας
4.5: Στατιστικά εμπειρικά δεδομένα
2.4GHz13dBi διπολική πανκατευθυντική θύρα τύπου MIMO κεραία-N θηλυκή
(2) Για μια κατακόρυφη πανκατευθυντική κεραία, ο ακόλουθος τύπος μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για τον υπολογισμό κατά προσέγγιση:
G (dBi) = 10Lg {2L / λ0}
*Σημείωση:
L: μήκος κεραίας
λ0: Κεντρικό μήκος κύματος εργασίας
3. Απόκτηση και μετάδοση ισχύος
Η έξοδος σήματος ραδιοσυχνοτήτων από τον ραδιοπομπό μεταδίδεται στην κεραία μέσω του τροφοδότη (καλώδιο) και ακτινοβολείται από την κεραία με τη μορφή ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων. Αφού το ηλεκτρομαγνητικό κύμα φτάσει στη θέση λήψης, λαμβάνεται από την κεραία (λαμβάνεται μόνο ένα μικρό μέρος της ισχύος) και αποστέλλεται στον ραδιο δέκτη μέσω του τροφοδότη. Επομένως, στη μηχανική ασύρματου δικτύου, είναι πολύ σημαντικό να υπολογίσουμε την ισχύ μετάδοσης της συσκευής μετάδοσης και την ικανότητα ακτινοβολίας της κεραίας.
Η ισχύς εκπομπής ραδιοκυμάτων αναφέρεται στην ενέργεια εντός ενός δεδομένου εύρους συχνοτήτων και συνήθως υπάρχουν δύο πρότυπα μέτρησης ή μέτρησης:
Ισχύς (W): Σχετικά με το γραμμικό επίπεδο 1 watt (Watt).
Κέρδος (dBm): Σχετικά με αναλογικό επίπεδο 1 milliwatt (Milliwatt).
→ Οι δύο εκφράσεις μπορούν να μετατραπούν η μία στην άλλη:
dBm = 10xlog ［Ισχύς mW］
mW = 10 ^ [Απόκτηση dBm / 10dBm]
Σε ασύρματα συστήματα, οι κεραίες χρησιμοποιούνται για να μετατρέψουν τα τρέχοντα κύματα σε ηλεκτρομαγνητικά κύματα. Κατά τη διάρκεια της διαδικασίας μετατροπής, τα μεταδιδόμενα και ληφθέντα σήματα μπορούν επίσης να "ενισχυθούν". Το μέτρο αυτής της ενεργειακής ενίσχυσης ονομάζεται "Gain". Η μονάδα μέτρησης του κέρδους κεραίας είναι "dBi".
Δεδομένου ότι η ηλεκτρομαγνητική ενέργεια κυμάτων σε ένα ασύρματο σύστημα παράγεται από την ενέργεια μετάδοσης της συσκευής μετάδοσης και την ενίσχυση της κεραίας, είναι καλύτερο να μετρηθεί η μεταδιδόμενη ενέργεια με το ίδιο μετρικό κέρδος (dB), για παράδειγμα, η ισχύς του η συσκευή μετάδοσης είναι 100mW ή 20dBm. Το κέρδος είναι 10dBi, τότε:
Συνολική ενέργεια εκπομπής = ισχύς εκπομπής (dBm) + κέρδος κεραίας (dBi)
＝ 20dBm ＋ 10dBi
＝ 30dBm
Ή: = 1000mW ＝ 1W
[Κανόνας 3dB]
→ Κάθε dB είναι πολύ σημαντικό στο σύστημα "χαμηλής ισχύος", ειδικά ο "κανόνας 3dB" πρέπει να θυμόμαστε.
Κάθε αύξηση ή μείωση του 3dB σημαίνει ότι η ισχύς διπλασιάζεται ή μειώνεται κατά το ήμισυ:
-3dB = 1/2 ισχύς
-6dB = 1/4 ισχύς
+ 3dB = 2x ισχύς
+ 6dB = 4x ισχύς
Για παράδειγμα, η ισχύς ασύρματης μετάδοσης 100mW είναι 20dBm, ενώ η ισχύς ασύρματης μετάδοσης 50mW είναι 17dBm και η ισχύς μετάδοσης 200mW είναι 23dBm.
άλλο προϊόν μας:
