5G Netzwerkantenne
Berechnung des Antennengewinns
2021-10-22 www.whwireless.com
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Antennengewinn ist ein sehr wichtiger Bestandteil der Antennenwissensstruktur, natürlich auch einer der wichtigen Parameter bei der Antennenauswahl. Auch der Antennengewinn für die Betriebsqualität des Kommunikationssystems spielt eine große Rolle, im Allgemeinen hängt der Gewinn hauptsächlich davon ab, die Breite der vertikal ausgerichteten Strahlungsklappe zu reduzieren, und in der horizontalen Ebene die Rundstrahlleistung aufrechtzuerhalten.
A, die Definition des Antennengewinns.
Antenne in eine bestimmte Richtung des Strahlungsleistung Flussdichte und Referenzantenne bei gleicher Eingangsleistung bei maximalem Strahlungsleistungsflussdichteverhältnis.
→ Beachten Sie die folgenden Punkte.
(1) Antennengewinne beziehen sich, wenn nicht besonders gekennzeichnet, auf den maximalen Strahlungsrichtungsgewinn.
(2) Unter den gleichen Bedingungen, je höher die Verstärkung, desto besser die Direktionalität, desto weiter breitet sich die Welle aus, d. h. die zurückgelegte Entfernung nimmt zu. Die Breite der Wellengeschwindigkeit wird jedoch nicht komprimiert, je schmaler die Wellenklappe ist, was zu einer schlechten Gleichmäßigkeit der Abdeckung führt.
(3) Antennen sind passive Geräte und erzeugen keine Energie. Antennengewinn ist nur die Fähigkeit, Energie effektiv auf eine bestimmte Strahlungsrichtung zu konzentrieren oder elektromagnetische Wellen zu empfangen.
Zweitens die Formel zur Berechnung des Antennengewinns
Wir können aus der Definition von Antennengewinn lernen, Antennengewinn und Antennenrichtkarte haben eine enge Beziehung, je schmaler die Hauptklappe, desto kleiner die Nebenklappe, desto höher der Gewinn.
(1) Für eine Parabolantenne kann der Gewinn durch die folgende Gleichung angenähert werden.
G(dBi) = 10Lg{4,5×(D/λ0)^2}
*Beachten Sie, dass
D: Paraboloiddurchmesser
λ0: zentrale Betriebswellenlänge
4.5: Statistisch validierte empirische Daten
2,4 GHz 13 dBi bipolar omnidirektional MIMO-Antenne - N-Typ-Buchse
(2) Für eine aufrecht stehende Rundstrahlantenne kann die folgende Gleichung auch verwendet werden, um
G(dBi) = 10Lg{2L/λ0}
*Beachten Sie, dass
L: Antennenlänge
λ0: zentrale Arbeitswellenlänge
Drittens, Verstärkung und Sendeleistung
Das HF-Signal, das vom Funksender ausgegeben wird, wird durch die Zuleitung (Kabel) zur Antenne, durch die Antenne in Form von elektromagnetischer Wellenstrahlung ausgegeben. Nachdem die elektromagnetische Welle den Empfangsort erreicht hat, wird sie von der Antenne empfangen (nur ein sehr kleiner Teil der Leistung wird empfangen) und über die Zuleitung zum Funkempfänger gesendet. Beim Engineering von drahtlosen Netzwerken ist es daher sehr wichtig, die Sendeleistung des Senders und die Strahlungsleistung der Antenne zu berechnen.
Die Sendeleistung einer Funkwelle ist die Energie in einem bestimmten Frequenzbandbereich und wird normalerweise auf zwei Arten gemessen oder gemessen.
Leistung (W): ein linearer Wert relativ zu 1 Watt (Watt).
Gewinnen (dBm): ein proportionaler Pegel relativ zu 1 Milliwatt (Milliwatt).
→ Die beiden Ausdrücke können ineinander umgewandelt werden.
dBm = 10 x log[Leistung mW]
mW = 10^[Verstärkung dBm / 10 dBm]
In drahtlosen Systemen werden Antennen verwendet, um Stromwellen in elektromagnetische Wellen umzuwandeln und bei der Umwandlung auch die gesendeten und empfangenen Signale zu "verstärken". Der Antennengewinn wird in "dBi" gemessen.
Da die elektromagnetische Wellenenergie im drahtlosen System durch die Verstärkung der Sendeenergie des Sendegeräts und der überlagerten Antenne erzeugt wird, ist das Maß der Sendeenergie am besten das gleiche Maß - Gewinn (dB), zum Beispiel die Leistung des Sendegeräts beträgt 100 mW oder 20 dBm; der Antennengewinn beträgt dann 10dBi.
Gesamtsendeenergie = Sendeleistung (dBm) + Antennengewinn (dBi)
= 20dBm + 10dBi
= 30dBm
Oder: = 1000mW = 1W
[3dB-Regel].
→ In einem „Low Power“-System ist jedes dB wichtig, besonders an die „3dB-Regel“ denken.
Jede Erhöhung oder Verringerung um 3 dB bedeutet eine Verdoppelung oder Halbierung der Leistung: -3 dB = 1/2 Leistung
-3 dB = 1/2 Leistung
-6 dB = 1/4 Leistung
+3 dB = 2x Leistung
+6 dB = 4x Leistung
Als Beispiel haben 100 mW eine drahtlose Sendeleistung von 20 dBm, während 50 mW eine drahtlose Sendeleistung von 17 dBm und 200 mW eine Sendeleistung von 23 dBm haben.
Anzeigen der Hauptparameter der Antenne
Die Antenne Verhältnis von vorn nach hinten ist das Verhältnis der Leistungsflussdichte in der maximalen Abstrahlrichtung der Hauptklappe (angegeben als 0°) zur maximalen Leistungsflussdichte nahe der Gegenrichtung (angegeben als 180°±30°) F /B=10log(Vorwärtsleistung/Rückwärtsleistung).
Der elektrische Abwärtsneigungswinkel ist die maximale Strahlung, die auf die vertikale Strahlungsoberfläche der Kommunikationsantenne zeigt, und der Winkel der Antennennormalen.
Die Kommunikationsantenne wird in eine feste Abwärtsneigungsantenne und eine elektrische Neigungsantenne unterteilt, je nachdem, ob sie die elektrische Abwärtsneigungseinstellung unterstützt: Feste Abwärtsneigungsantenne bezieht sich auf die Antenne mit festem Abwärtsneigungswinkel, die durch die Amplituden- und Phasenzuordnung des Antennenstrahleinheit-Arrays gemäß der Nachfrage nach drahtloser Abdeckung; und eine elektrische Neigungsantenne bezieht sich auf die Phasendifferenz verschiedener Strahlungseinheiten in der Anordnung durch eine Phasenverschiebungseinheit, um einen unterschiedlichen Abwärtsneigungszustand der Strahlungshauptklappe zu erzeugen, normalerweise den Abwärtsneigungszustand einer elektrischen Neigungsantenne Nur innerhalb eines bestimmten einstellbaren Winkelbereichs.
In Richtung des Diagramms haben meist zwei Klappen oder mehr Klappen, wobei die größte Klappe Hauptklappe genannt wird, der Rest der Klappe Sekundärklappe genannt wird. Der Winkel zwischen den beiden Halbwertspunkten der Hauptklappe wird als Breite der Klappe (Beam) des Antennenrichtungsdiagramms definiert. Wird als Klappenbreite mit halber Kraft (Winkel) bezeichnet. Je schmaler die Breite der Hauptklappenklappe, desto besser die Richtung, desto stärker die Entstörungsfähigkeit. Im Allgemeinen gilt: Je schmaler die Strahlbreite der Hauptklappe der Antenne ist, desto höher ist der Antennengewinn.
Antennengewinn und Antennengröße und Strahlbreite der Beziehung.
Je flacher der "Reifen", desto konzentrierter das Signal, desto höher der Gewinn, je größer die Antennengröße, desto schmaler die Strahlbreite.
→ 3 wichtige Punkte, auf die Sie besonders achten sollten
1. Antennen sind passive Geräte und erzeugen keine Energie. Antennengewinn ist nur die Fähigkeit, Energie effektiv in eine bestimmte Richtung zu fokussieren, um elektromagnetische Wellen abzustrahlen oder zu empfangen.
In 2 wird der Gewinn der Antenne durch die Überlagerung von Oszillatoren erzeugt. Je höher der Gewinn, desto länger ist die Antenne. Gewinnen 3dB erhöhen, Lautstärke verdoppeln.
3, je höher der Antennengewinn, desto besser die Richtwirkung, desto konzentrierter die Energie, desto schmaler ist die Wellenklappe.
Das Stehwellenverhältnis (VSWR) der Antenne ist die Antenne als nicht verbrauchende Übertragungsleitungslast, in der Übertragungsleitung entlang der in der Grafik erzeugten Stehwelle das Verhältnis ihres Maximalwertes zum Minimalwert.
VSWR-Verhältnis erzeugt wird, wird aufgrund der einfallenden Wellenenergieübertragung zum Antenneneingangsende nicht alles absorbiert (Strahlung), die durch die reflektierte Welleniteration erzeugt und gebildet wird. je größer das VSWR, desto größer die Reflexion, desto schlechter die Übereinstimmung. Im Mobilkommunikationssystem sind die allgemeinen Anforderungen des VSWR kleiner als 1,5.
Verhältnis von Antenneneingangssignalspannung und Signalstrom, bekannt als Eingangsimpedanz der Antenne. Allgemein Mobilfunkantenne Eingangsimpedanz von 50Ω.
Eingangsimpedanz und Antennenstruktur, Größe und Wellenlänge, im erforderlichen Arbeitsfrequenzbereich, so dass die Eingangsimpedanz des Imaginärteils sehr klein ist und der Realteil ziemlich nahe bei 50Ω liegt, was Antenne und Zuleitung in einer guten Impedanz ist Übereinstimmung sein muss.
Das Intermodulationsphänomen wird durch das Frequenzband außerhalb der zwei oder mehr Trägerfrequenzen in das Band nach den neuen Frequenzkomponenten gemischt, was zu einem Systemleistungsverschlechterungsphänomen führt. Höhere Leistung Signale senden werden normalerweise gemischt, um Intermodulationssignale zu erzeugen, die im Empfangsband landen, wo das von der Basisstationsantenne empfangene Signal normalerweise eine geringere Leistung hat. Wenn das Intermodulationssignal eine ähnliche oder höhere Leistung als das tatsächlich empfangene Signal hat, kann das System das Intermodulationssignal mit dem realen Signal verwechseln.
Die Isolation stellt den Anteil des Signals dar, das einem Port (eine Polarisation) der Dual-Polarisationsantenne zugeführt wird, das im anderen Port (der anderen Polarisation) erscheint.
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