5G-netwerkantenne
Een stap! Antenne allerlei berekening formule samenvatting:
Geschatte 8 minuten om het lezen te voltooien
Na het introduceren van de verschillende belangrijke parameters van antennes , gaan we een dieper gebied betreden, namelijk de berekeningsformules die verband houden met de parameters. Elke formule brengt veel gemak voor en na de installatie. Deze formules zijn samengevat in dit nummer, kunnen niet alleen verschillende vragen tijdens het gebruik oplossen, maar bieden ook ideeën voor de daaropvolgende antenne- indeling.
Antenneversterking is een parameter om de mate van directionaliteit van de antennestralingsrichtingkaart te meten. High - gain antenne zal prioriteit geven aan een specifieke richting van het stralingssignaal. Antenneversterking is een passief fenomeen, het vermogen wordt niet verhoogd door de antenne, maar eenvoudig herverdeeld om meer uitgestraald vermogen in een bepaalde richting te leveren dan andere isotrope antennes.
↓ Hieronder volgen enkele benaderende vergelijkingen voor antenneversterking.
Algemene antenne
G(dBi) = 10 Lg { 32000 / (2θ3dB,E × 2θ3dB,H)}
In de formule zijn 2θ3dB,E en 2θ3dB,H respectievelijk de breedte van de antenneflappen in de twee hoofdvlakken; 32000 zijn de statistische empirische gegevens.
paraboolantenne
G (dBi) = 10Lg{4,5×(D/λ0)2}
In de formule is D de diameter van de paraboloïde; λ0 is de middelste werkgolflengte; 4.5 zijn de statistische empirische gegevens.
Rechtopstaande omnidirectionele antenne
G(dBi) = 10 Lg { 2 L / λ0 }
In de formule is L de lengte van de antenne; λ0 is de middelste werkende golflengte.
Het belangrijkste bij het afstellen van de antenne is het fijn afstellen van de neerwaartse kantelhoek (wat de problemen van een zwakke dekking, overlappende dekking, enz. kan oplossen). Het volgende is een inleiding tot de meest originele berekeningsmethode voor de hellingshoek van de antenne.
De antenneberekeningsformule voor drukbezocht gebied (stedelijk gebied).
Antennekantelhoek = arctag (H/D) + verticale halve vermogenshoek / 2
Antenneformule met laag servicegebied (landelijk, voorstedelijk gebied, enz.) .
Antenne hellingshoek = arctag (H/D)
Parameterbeschrijving.
(1) kantelhoek van de antenne: de hoek tussen de antenne en de verticale richting.
(2) H: antennehoogte. Het kan direct worden gemeten.
(3) D: celdekkingsradius. Over het algemeen wordt de D-waarde bepaald door een test op de weg, om de dekking te garanderen, in het eigenlijke ontwerp, zou D in het algemeen groter moeten zijn om de dekkingsoverlap tussen aangrenzende cellen te garanderen.
(4) Verticale halfvermogenshoek: de verticale halfvermogenshoek van de antenne, over het algemeen 10 graden.
Directioneel diagram, de verhouding van de maximale waarde van de voor- en achterklep wordt de voor- en achterverhouding genoemd, vastgelegd als F / B. Voor en na dan de grotere, is de antenne na de straling (of ontvangst) kleiner. Voor en na de verhouding van F / B is heel eenvoudig te berekenen:
F / B = 10 Lg {(voorwaartse vermogensdichtheid) / (achterwaartse vermogensdichtheid)}
Parameterbeschrijving: de antenne-voor-naar-achterverhouding F / B-vereisten, de typische waarde is (18 ~ 30) dB, speciale omstandigheden vereisen tot (35 ~ 40) dB.
De verhouding tussen signaalspanning en signaalstroom aan de ingang van de antenne wordt de ingangsimpedantie van de antenne genoemd. Ingangsimpedantie heeft een weerstandscomponent Rin en reactantiecomponent Xin, dat wil zeggen.
Zin = Rin + j Xin
Het bestaan van een reactantiecomponent zal de antenne van de voedingslijn naar de signaalkrachtonttrekking verminderen, daarom moet de reactantiecomponent zo ver mogelijk nul zijn, dat wil zeggen dat de antenne-ingangsimpedantie zo ver mogelijk moet zijn voor pure weerstand.
Zelfs als de antenne goed is ontworpen en in gebruik is genomen, bevat de ingangsimpedantie altijd een kleine reactantiecomponentwaarde. Ingangsimpedantie en antennestructuur, grootte en golflengte, halfgolf symmetrische oscillator is de belangrijkste basisantenne.
De ingangsimpedantie is Zin = 73,1 + j42,5 (ohm).
Wanneer de lengte wordt verkort (3-5)%, kan de reactantiecomponent worden geëlimineerd, zodat de ingangsimpedantie van de antenne pure weerstand is, dan is de ingangsimpedantie Zin = 73,1 ohm (nominaal 75 ohm). Strikt genomen is de ingangsimpedantie van de zuiver resistieve antenne alleen voor de puntfrequentie. Trouwens, de ingangsimpedantie van de halfgolf gevouwen oscillator is vier keer de halfgolf symmetrische oscillator, dat wil zeggen, Zin = 280 ohm (nominaal 300 ohm).
De verhouding van spanning tot stroom op verschillende locaties op een oneindig lange transmissielijn wordt gedefinieerd als de karakteristieke impedantie van de transmissielijn en wordt aangegeven met Z. De formule voor het berekenen van de karakteristieke impedantie van een coaxkabel is
Z. = [60/√εr] × Log ( D/d ) [ohm
In de formule is D de binnendiameter van het koperen netwerk van de buitenste geleider van de coaxkabel; d is de buitendiameter van de coaxiale kabelkern; εr is de relatieve diëlektrische constante van het isolatiemedium tussen de geleiders. Opmerking: Meestal Z. = 50 ohm, er zijn ook Z. = 75 ohm.
Uit de bovenstaande formule is het gemakkelijk in te zien dat de karakteristieke impedantie van de voedingslijn alleen gerelateerd is aan de geleiderdiameter D en d en de diëlektrische constante εr tussen de geleiders, maar niet aan de lengte van de voedingslijn, de werkfrequentie en de aangesloten belastingsimpedantie naar de voedingslijnterminal.
Signaaloverdracht in de feeder, naast het weerstandsverlies van de geleider, is er diëlektrisch verlies van het isolatiemateriaal. Deze twee verliezen nemen toe met de toename van de lengte van de feeder en de werkfrequentie. Daarom moet een redelijke lay-out zo kort mogelijk zijn om de lengte van de feeder te verkorten.
De grootte van het verlies per lengte-eenheid wordt aangegeven door de dempingscoëfficiënt β, waarvan de eenheid dB / m (decibel / meter) is, de eenheid op de technische specificaties van de kabel die het meest wordt gebruikt dB / 100 m (decibel / honderd meter).
Stel dat het opgenomen vermogen naar de feeder P1 is, het uitgangsvermogen van de lengte van L (m) feeder is P2, transmissieverlies TL kan als volgt worden uitgedrukt.
TL = 10 × Lg ( P1 /P2 ) ( dB )
De dempingscoëfficiënt is: β = TL / L ( dB / m )
In het geval van mismatch zijn er zowel invallende als gereflecteerde golven op de voedingslijn. Op de plaats waar de invallende en gereflecteerde golven zich in dezelfde fase bevinden, tellen de spanningsamplituden op tot de maximale spanningsamplitude Vmax, waardoor een golfweb wordt gevormd; terwijl op de plaats waar de invallende en gereflecteerde golven in tegengestelde fase zijn, de spanningsamplitudes aftrekken tot de minimale spanningsamplitude Vmin, waardoor een golfknooppunt wordt gevormd. De amplitudewaarden van andere punten liggen tussen de golfbuik en het golfknooppunt. Deze synthetische golf wordt een staande golf genoemd.
A, wordt de verhouding van de gereflecteerde golfspanning en de invallende golfspanningsamplitude de reflectiecoëfficiënt genoemd, genoteerd als R.
R = gereflecteerde golfamplitude / invallende golfamplitude = (ZL - Z0) / (ZL + Z0 )
Ten tweede wordt de verhouding van de golfbuikspanning tot de spanningsamplitude van de golfsectie de staande golfcoëfficiënt genoemd, ook bekend als de spanningsstaande golfverhouding, genoteerd als VSWR : VSWR = golfbuikspanningsamplitude.
VSWR = Vmax / Vmin = (1 + R) / (1-R)
Hoe dichter de klembelastingsimpedantie ZL en de karakteristieke impedantie Z0, hoe kleiner de reflectiecoëfficiënt R, hoe dichter de VSWR bij 1 ligt en hoe beter de overeenkomst.
