5G-netwerkantenne
Berekening antenneversterking
2021-10-22 www.whwireless.com
Geschatte 6 minuten om het lezen te voltooien
Antenneversterking is een zeer belangrijk onderdeel van de antennekennisstructuur en is natuurlijk ook een van de belangrijke parameters voor de selectie van antennes. Antenneversterking voor de kwaliteit van de werking van het communicatiesysteem speelt ook een grote rol, in het algemeen is de versterking voornamelijk afhankelijk van het verminderen van de breedte van de verticaal georiënteerde stralingsflap en in het horizontale vlak om de omnidirectionele stralingsprestaties te behouden.
A, de definitie van antenneversterking.
Antenne in een bepaalde richting van de stralingskracht fluxdichtheid en referentieantenne in hetzelfde ingangsvermogen wanneer de maximale fluxdichtheidsverhouding van het stralingsvermogen.
→ Noodzaak om aandacht te besteden aan de volgende punten.
(1) indien niet speciaal gemarkeerd, wordt antenneversterking verwezen naar de maximale stralingsrichtingversterking.
(2) Onder dezelfde omstandigheden geldt: hoe hoger de versterking, hoe beter de richting, hoe verder de golf zich voortplant, d.w.z. de afgelegde afstand neemt toe. De breedte van de golfsnelheid wordt echter niet gecomprimeerd, hoe smaller de golfklep, wat leidt tot een slechte uniformiteit van de dekking.
(3) Antennes zijn passieve apparaten en wekken geen energie op. Antenneversterking is alleen het vermogen om energie effectief in een bepaalde stralingsrichting te concentreren of elektromagnetische golven te ontvangen.
Ten tweede, de formule voor het berekenen van antenneversterking:
We kunnen leren van de definitie van antenneversterking, antenneversterking en antennerichtingkaart heeft een nauwe relatie, hoe smaller de hoofdklep, hoe kleiner de secundaire klep, hoe hoger de versterking.
(1) Voor paraboolantenne kan de versterking worden benaderd door de volgende vergelijking.
G(dBi) = 10Lg{4,5×(D/λ0)^2}
*Let daar op
D: paraboloïde diameter
λ0: centrale werkende golflengte
4.5: Statistisch gevalideerde empirische gegevens
2,4 GHz 13 dBi bipolaire omnidirectionele MIMO-antenne - N-type vrouwelijke connector
(2) Voor een rechtopstaande omnidirectionele antenne kan de volgende vergelijking ook worden gebruikt om te benaderen:
G(dBi) = 10Lg{2L/λ0}
*Let daar op
L: antenne lengte:
λ0: centrale werkende golflengte
Ten derde, winst en zendvermogen
De RF-signaaluitvoer van de radiozender, via de feeder (kabel) naar de antenne, door de antenne in de vorm van elektromagnetische golfstraling uit. Nadat de elektromagnetische golf de ontvangende plaats heeft bereikt, wordt deze ontvangen door de antenne (slechts een zeer klein deel van het vermogen wordt ontvangen) en via de feeder naar de radio-ontvanger gestuurd. Bij de engineering van draadloze netwerken is het daarom van groot belang om het zendvermogen van de zender en het stralingsvermogen van de antenne te berekenen.
Het uitgezonden vermogen van een radiogolf is de energie in een bepaald frequentiebandbereik en wordt gewoonlijk op twee manieren gemeten of gemeten.
Vermogen (W): een lineair niveau ten opzichte van 1 watt (Watt).
Verdienen (dBm): een proportioneel niveau ten opzichte van 1 milliwatt (Milliwatt).
→ De twee uitdrukkingen kunnen naar elkaar worden geconverteerd.
dBm = 10 x log [vermogen mW]
mW = 10^[versterking dBm / 10 dBm]
In draadloze systemen worden antennes gebruikt om stroomgolven om te zetten in elektromagnetische golven, en tijdens het conversieproces "versterken" ze ook de verzonden en ontvangen signalen. Antenneversterking wordt gemeten in "dBi".
Aangezien de elektromagnetische golfenergie in het draadloze systeem wordt gegenereerd door de versterking van de zendenergie van het zendende apparaat en de antenne over elkaar heen, dus de maat van de zendenergie, de beste dezelfde maatstaf - winst (dB), bijvoorbeeld het vermogen van het zendapparaat is 100mW, of 20dBm; de antenneversterking is dan 10dBi.
Totale zendenergie = zendvermogen (dBm) + antenneversterking (dBi)
= 20dBm + 10dBi
= 30dBm
Of: = 1000mW = 1W
[3dB-regel].
→ Elke dB is belangrijk in een "low power"-systeem, onthoud vooral de "3dB-regel".
Elke toename of afname van 3 dB betekent een verdubbeling of halvering van het vermogen: -3 dB = 1/2 vermogen
-3 dB = 1/2 vermogen
-6 dB = 1/4 vermogen
+3 dB = 2x vermogen
+6 dB = 4x vermogen
100 mW heeft bijvoorbeeld een draadloos zendvermogen van 20 dBm, 50 mW heeft een draadloos zendvermogen van 17 dBm en 200 mW heeft een zendvermogen van 23 dBm.
Antenne belangrijkste parameter indicatoren:
De antenne's verhouding van voor naar achter is de verhouding van de vermogensfluxdichtheid in de maximale stralingsrichting van de hoofdklep (gespecificeerd als 0°) tot de maximale vermogensfluxdichtheid nabij de tegenovergestelde richting (gespecificeerd als binnen 180°±30°) F /B=10log(vooruit/achteruit).
De elektrische neerwaartse kantelhoek is de maximale straling die op het verticale stralingsoppervlak van de communicatieantenne wijst en de hoek van de antenne normaal.
Communicatieantenne is verdeeld in een vaste neerwaartse kantelantenne en elektrische kantelantenne, afhankelijk van of deze elektrische neerwaartse kantelaanpassing ondersteunt: vaste neerwaartse kantelantenne verwijst naar de vaste neerwaartse kantelhoekantenne die wordt gegenereerd door de amplitude- en fasetoewijzing van de antennestralingseenheidarray volgens de vraag naar draadloze dekking; en elektrische kantelantenne verwijst naar het faseverschil van verschillende stralingseenheden in de array via faseverschuivingseenheid om verschillende stralingshoofdflap neerwaartse kanteltoestand te produceren, meestal de neerwaartse kanteltoestand van elektrische kantelantenne Alleen binnen een bepaald instelbaar hoekbereik.
In de richting van het diagram hebben meestal twee of meer kleppen, de grootste klep die de hoofdklep wordt genoemd, de rest van de klep die de secundaire klep wordt genoemd. De hoek tussen de twee halfvermogenspunten van de hoofdflap wordt gedefinieerd als de breedte van de flap (bundel) van het antennerichtingsdiagram. Genaamd halve kracht (hoek) flapbreedte. Hoe smaller de breedte van de hoofdflap, hoe beter de richting, hoe sterker het anti-interferentievermogen. Over het algemeen geldt: hoe smaller de breedte van de hoofdflapbundel van de antenne, hoe hoger de antenneversterking.
Antenneversterking en antennegrootte en bundelbreedte van de relatie.
Hoe platter de "band", hoe geconcentreerder het signaal, hoe hoger de versterking, hoe groter de antenne, hoe smaller de bundelbreedte.
→ 3 belangrijke punten om in het bijzonder op te letten
1. Antennes zijn passieve apparaten en wekken geen energie op. Antenneversterking is alleen het vermogen om energie effectief in een bepaalde richting te concentreren om elektromagnetische golven uit te stralen of te ontvangen.
2 wordt de versterking van de antenne gegenereerd door de superpositie van oscillatoren. Hoe hoger de versterking, hoe langer de lengte van de antenne. Verdienen verhoog 3dB, verdubbel het volume.
3, hoe hoger de antenneversterking, hoe beter de directionaliteit, hoe geconcentreerder de energie, hoe smaller de golfflap.
De staande spanningsgolf (VSWR) -verhouding van de antenne is de antenne als een niet-consumptieve transmissielijnbelasting, in de transmissielijn langs de staande spanningsgolf die in de grafiek wordt gegenereerd, de verhouding van de maximale waarde tot de minimale waarde.
De VSWR-verhouding wordt gegenereerd, omdat de transmissie van de invallende golfenergie naar het ingangseinde van de antenne niet volledig wordt geabsorbeerd (straling) die wordt gegenereerd door de iteratie van de gereflecteerde golf en wordt gevormd. hoe groter de VSWR, hoe groter de reflectie, hoe slechter de match. In het mobiele communicatiesysteem zijn de algemene vereisten van de VSWR minder dan 1,5.
Antenne-ingangssignaalspanning en signaalstroomverhouding, bekend als de ingangsimpedantie van de antenne. Algemeen antenne voor mobiele communicatie ingangsimpedantie van 50Ω.
Ingangsimpedantie en antennestructuur, grootte en golflengte, in het vereiste werkfrequentiebereik, zodat de ingangsimpedantie van het denkbeeldige deel erg klein is en het echte deel vrij dicht bij 50Ω ligt, wat de antenne en voedingslijn is met een goede impedantie wedstrijd moet zijn.
Intermodulatie fenomeen is door de frequentieband buiten de twee of meer draaggolffrequenties gemengd in de band na de nieuwe frequentiecomponenten, wat resulteert in verslechtering van de systeemprestaties. Hogere kracht signalen verzenden worden meestal gemengd om intermodulatiesignalen te produceren die in de ontvangstband terechtkomen, waar het signaal dat door de antenne van het basisstation wordt ontvangen, gewoonlijk een lager vermogen heeft. Als het intermodulatiesignaal een vergelijkbaar of hoger vermogen heeft dan het daadwerkelijk ontvangen signaal, kan het systeem het intermodulatiesignaal verwarren met het echte signaal.
Isolatie vertegenwoordigt het deel van het signaal dat naar de ene poort (één polarisatie) van de antenne met dubbele polarisatie wordt gevoerd dat in de andere poort verschijnt (de andere polarisatie).
www.whwireless.com
