Il guadagno dell'antenna è una parte molto importante della struttura della conoscenza delle antenne e, naturalmente, è anche uno dei parametri importanti per la selezione dell'antenna. Anche il guadagno dell'antenna gioca un ruolo importante nella qualità di funzionamento del sistema di comunicazione. In generale, il miglioramento del guadagno dipende principalmente dalla riduzione dell'ampiezza del lobo irradiato sul piano verticale, mantenendo le prestazioni di radiazione omnidirezionale sul piano orizzontale.
1. La definizione di guadagno dell'antenna:
Il rapporto tra la densità di flusso di potenza irradiata di un'antenna in una direzione specificata e la densità di flusso di potenza irradiata massima dell'antenna di riferimento alla stessa potenza di ingresso.
→Prestare attenzione ai seguenti punti:
(1) Se non è contrassegnato in modo speciale, il guadagno dell'antenna si riferisce al guadagno nella direzione della massima radiazione;
(2) Nelle stesse condizioni, maggiore è il guadagno, migliore è la direttività e più lontano viaggia l'onda radio, ovvero aumenta la distanza di copertura. Tuttavia, la larghezza della velocità dell'onda non sarà compressa e più stretto è il lobo, con conseguente minore uniformità di copertura.
(3) L'antenna è un dispositivo passivo e non può generare energia. Il guadagno dell'antenna è solo la capacità di concentrare efficacemente l'energia per irradiare o ricevere onde elettromagnetiche in una direzione specifica.
2. Formula di calcolo del guadagno dell'antenna
Possiamo capire dalla definizione di guadagno dell'antenna che il guadagno dell'antenna è strettamente correlato al modello dell'antenna. Più stretto è il lobo principale, più piccolo è il lobo laterale e maggiore è il guadagno.
Antenna parabolica MIMO bipolare/cross-polarizzata da 2.4 GHz22dBi
(1) Per un'antenna parabolica, la seguente formula può essere utilizzata per approssimare il suo guadagno:
G(dBi)=10Lg{4.5×(D/λ0)^2}
*Nota:
D: diametro parabolico
0: lunghezza d'onda di lavoro centrale
4.5: Dati empirici statistici
Connettore femmina MIMO omnidirezionale bipolare da 2.4 GHz 13 dBi tipo N
(2) Per un'antenna omnidirezionale verticale, è possibile utilizzare anche la seguente formula per il calcolo approssimativo:
G(dBi)=10Lg{2L/λ0}
*Nota:
L: lunghezza dell'antenna
0: lunghezza d'onda di lavoro centrale
3. Guadagna e trasmetti potenza
Il segnale a radiofrequenza emesso dal trasmettitore radio viene trasmesso all'antenna attraverso l'alimentatore (cavo) e irradiato dall'antenna sotto forma di onde elettromagnetiche. Dopo che l'onda elettromagnetica arriva nel luogo di ricezione, viene ricevuta dall'antenna (viene ricevuta solo una piccola parte della potenza) e inviata al ricevitore radio attraverso l'alimentatore. Pertanto, nell'ingegneria della rete wireless, è molto importante calcolare la potenza di trasmissione del dispositivo di trasmissione e la capacità di radiazione dell'antenna.
La potenza di trasmissione delle onde radio si riferisce all'energia all'interno di un determinato intervallo di frequenza e di solito ci sono due standard di misurazione o misurazione:
Potenza (W): Relativa al livello lineare di 1 watt (Watt).
Guadagno (dBm): Relativo al livello proporzionale di 1 milliwatt (Milliwatt).
→Le due espressioni possono essere convertite tra loro:
dBm=10xlog［Potenza mW］
mW=10^[Guadagno dBm/10dBm]
Nei sistemi wireless, le antenne vengono utilizzate per convertire le onde di corrente in onde elettromagnetiche. Durante il processo di conversione, i segnali trasmessi e ricevuti possono anche essere "amplificati". La misura di questa amplificazione di energia è chiamata "guadagno". L'unità di misura del guadagno dell'antenna è "dBi".
Poiché l'energia delle onde elettromagnetiche in un sistema wireless è generata dall'energia di trasmissione del dispositivo trasmittente e dall'amplificazione dell'antenna, è meglio misurare l'energia trasmessa con lo stesso guadagno metrico (dB), ad esempio la potenza di il dispositivo di trasmissione è 100mW, o 20dBm; Il guadagno di è 10dBi, quindi:
Energia di emissione totale = potenza di emissione (dBm) + guadagno dell'antenna (dBi)
20dBm＋10dBi
30dBm
Oppure: =1000mW＝1W
[regola 3dB]
→Ogni dB è molto importante nel sistema "low power", soprattutto va ricordata la "regola dei 3dB".
Ogni aumento o diminuzione di 3dB significa che la potenza viene raddoppiata o ridotta della metà:
-3dB=1/2 potenza
-6dB=1/4 potenza
+3dB=2x potenza
+6dB=4x potenza
Ad esempio, la potenza di trasmissione wireless di 100 mW è 20 dBm, mentre la potenza di trasmissione wireless di 50 mW è 17 dBm e la potenza di trasmissione di 200 mW è 23 dBm.
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