Антенны используются в этом современном коммуникация для передачи данных и приема данных по проводному или беспроводному каналу. Или, по-другому, это можно определить как передачу и прием радиоволн во всех горизонтальных направлениях или в определенном направлении. Эти антенны действуют как интерфейс между электрическими сигналами и радиосигналами. Здесь электрические сигналы передаются по металлическим проводам, а радиосигналы распространяются через свободное пространство. Генрих Герц был первым человеком, который разработал антенну в 1886 году. Он создал дипольную антенну и с помощью электрических сигналов передавал и принимал сигналы. Позже в 1901 году Маркони был ученым, отправляющим информацию через Атлантический регион. Параметры антенны более важны. К параметрам относятся направленность (D), усиление антенны (G), разрешение, диаграммы направленности, площадь луча антенны, эффективность луча антенны, эффективность антенны ( в ). В этой статье мы обсудим полную информацию, касающуюся усиления антенны.
Что такое усиление антенны?
Мы можем определить антенна усиление как сочетание эффективности антенны и направленности антенны, и это зависит от этих параметров. Таким образом, эти два фактора могут влиять на усиление антенны. Прежде чем приступить к обсуждению этого коэффициента усиления антенны, нам нужно знать, какова направленность антенны.
Направленность антенны
Его можно определить как отношение максимальной интенсивности излучения испытательной антенны к интенсивности излучения изотропной антенны или эталонной антенны, которая в целом излучает такую же мощность. Направленность можно обозначить D.
Направленность антенны показывает, как она способна излучать энергию в одном или нескольких направлениях. Диаграмма направленности антенны определяет ее значение направленности.
направленность антенны
Тогда направленность D = максимальная интенсивность излучения тестовой антенны / интенсивность излучения изотропной антенны. В данном случае изотропная антенна представляет собой идеальную антенну, которая излучает свою мощность одинаково или равномерно во всех направлениях в космос. Изотропная антенна не имеет физического смысла, и ее можно рассматривать только как эталонную.
Другими словами, направленность антенны может быть определена как отношение максимальной интенсивности излучения тестовой антенны к средней интенсивности излучения тестовой антенны.
Направленность антенны D = максимальная интенсивность излучения тестовой антенны / средняя интенсивность излучения тестовой антенны.
D = Ф (θ, Ф) макс / Фср.
D = Ф (θ, Ф) max / (Wr / 4 π)
D = 4 π Ф (θ, Ф) max / Wr
Следовательно, D = 4 π (максимальная интенсивность излучения) / полная мощность излучения.
Эффективность антенны
Это важный параметр антенны. Эффективность антенны определяется как отношение мощности, излучаемой во всех направлениях, к общей входной мощности, подаваемой на ее выводы. Из-за потери сопротивления в антенне весь приложенный вход не излучается в заданном направлении. Эффективность антенны обозначается ' в ‘. Эффективность антенны можно определить в процентах, если ее умножить на 100. Обычно коэффициент полезного действия антенны находится между 0 и 1.
Эффективность антенны в = Мощность, излучаемая антенной / общий вход
в = Pr / (Pr + Pi) [Pr = излучаемая мощность Pi = омические потери в антенне]
Измерение усиления антенны
Выигрыш в основном рассчитывается по показателям качества. Здесь усиление обозначено G или усилением мощности Gp. По коэффициенту усиления мы можем рассчитать диаграмму направленности антенны. «Усиление антенны определяется как отношение максимальной интенсивности излучения исследуемой антенны в заданном направлении к максимальной. «интенсивность излучения изотропной антенны», когда на обе антенны подается одинаковая мощность.
схема усиления
«Когда направленность преобразована в децибелы, мы можем определить ее как усиление антенны».
Коэффициент усиления G = максимальная интенсивность излучения от исследуемой антенны (Фs) / максимальная интенсивность излучения от изотропной антенны (Фi)
Коэффициент усиления антенны G = эффективность антенны * направленность антенны D
Единицы усиления - дБ (децибелы), дБи (децибелы относительно изотропной антенны), дБд (децибелы относительно дипольной антенны)
Значение усиления показывает, насколько успешно ваша антенна преобразует входную мощность в радиоволны в определенном направлении и как она преобразует радиоволны в электрическую форму на стороне приемника. Иногда коэффициент усиления обсуждается как функция угла. В этом случае необходимо учитывать диаграмму направленности.
Формула усиления антенны
По значению усиления мы можем узнать, насколько усиливается сигнал, поступающий от антенны на вход.
На этапе приемника он помогает определить, сколько мощности требуется для воспроизведения того же передаваемого сигнала из канала.
Коэффициент усиления исследуемой антенны или тестовой антенны Gt = Gi + 10log10 (Pt / Pi)
Где
Gt = усиление тестируемой антенны
Gi = усиление изотропной антенны
Pt = мощность, излучаемая испытательной антенной
Pi = мощность, излучаемая изотропной антенной
Преобразование усиления антенны
Усиление антенны выражается в децибелах (дБ), потому что, если усиление выражается в обычных единицах, например в ваттах, в этих случаях при расчете принимаемой мощности результат будет очень малым, то есть иногда он также будет выражаться в экспоненциальной форме. Трудно каждый раз учитывать значения такого типа, поэтому усиление можно выразить в децибелах (дБ). 5 дБ означает, что в 5 раз больше энергии по сравнению с изотропной антенной в направлении пика излучения.
Линейные единицы конвертируются в децибелы по этому уравнению.
Pdb = 10 log10p
Еще одна единица измерения усиления антенны - дБм. Это означает децибел относительно милливатта.
1 Вт = 1000 мВт = 0 дБ = 30 дБм
дБи - это еще одна единица измерения усиления антенны и ее децибел усиления относительно изотропной антенны. дБи означает удвоенную мощность по сравнению с изотропной антенной в ее пиковом направлении излучения.
Таким образом, усиление может быть выражено в децибелах или децибелах, милливаттах или децибелах изотропной антенны. В основном это выражается только в децибелах (дБ).
Как увеличить коэффициент усиления антенны?
Коэффициент усиления антенны показывает ее способность излучать сигналы в любом направлении. Если усиление больше, такая антенна может передавать большую мощность на приемник в одном конкретном направлении, и она ослабляет все другие сигналы с других направлений. Если антенна излучает сигналы одинаково во всех направлениях, это может быть возможно только с помощью сферической антенны, такой называется изотропная антенна, и они не существуют в реальном времени.
Если коэффициент усиления больше, это всегда является преимуществом для схемы, но это зависит только от необходимости. Следующие методы полезны для увеличения усиления антенны.
Они есть
- Эффективная площадь антенны.
- Параболические отражатели
- Массивы элементов
- Массивы отражателей
- Эффективность антенны
- Направленность.
В антенна наиболее полезен в области связи для излучения и приема радиоволн через электрическую форму в канале. Есть разные типы антенн. Типы антенны имеют разную структуру с каждым из них. В зависимости от необходимости они использовались, и если коэффициент усиления антенны может быть низким или высоким, то есть полностью зависит только от необходимости. Если усиление больше, то он способен излучать сигналы в определенном направлении в космос. Если усиление низкое, то его охват будет шире. Если вы понаблюдаете за повседневными системами связи, мы сможем получить больше информации о важности антенны и значения усиления антенны.
