In dieser modernen werden Antennen verwendet Kommunikation zum Senden der Daten und Empfangen der Daten über einen drahtgebundenen Kanal oder einen drahtlosen Kanal. Oder auf andere Weise kann es als Senden und Empfangen der Funkwellen in alle horizontalen oder bestimmten Richtungen definiert werden. Diese Antennen fungieren als Schnittstelle zwischen elektrischen Signalen und Funksignalen. Hier werden elektrische Signale durch Metallleiter weitergeleitet und Funksignale breiten sich durch den freien Raum aus. Heinrich Hertz war der erste, der im Jahr 1886 eine Antenne entwickelte. Er hat eine Dipolantenne geschaffen und mit elektrischen Signalen die Signale gesendet und empfangen. Später im Jahr 1901 war Marconi der Wissenschaftler, der die Informationen über den Atlantik verschickte. Die Antennenparameter sind wichtiger. Die Parameter sind Richtwirkung (D), Antennengewinn (G), Auflösung, Muster, Antennenstrahlfläche, Antennenstrahleffizienz, Antenneneffizienz ( das ). In diesem Artikel werden die vollständigen Informationen zum Antennengewinn erläutert.
Was ist ein Antennengewinn?
Wir können definieren die Antenne Gewinn als die Kombination aus Antennenwirkungsgrad und Richtwirkung der Antenne, und dies hängt von diesen Parametern ab. Diese beiden können also den Gewinn einer Antenne beeinflussen. Bevor wir zuerst auf diesen Antennengewinn eingehen, müssen wir wissen, wie hoch die Antennenrichtwirkung ist.
Antennenrichtwirkung
Es kann definiert werden als das Verhältnis der maximalen Strahlungsintensität einer Testantenne zur Strahlungsintensität einer isotropen Antenne oder Referenzantenne, die insgesamt die gleiche Leistung ausstrahlt. Die Richtwirkung kann mit D bezeichnet werden.
Die Richtwirkung der Antenne zeigt, wie sie die Energie in eine oder mehrere spezifische Richtungen ausstrahlen kann. Das Strahlungsmuster einer Antenne bestimmt ihren Richtwert.
Antennenrichtwirkung
Dann ist Richtwirkung D = maximale Strahlungsintensität einer Testantenne / Strahlungsintensität einer isotropen Antenne. Hier ist die isotrope Antenne eine ideale Antenne, die ihre Leistung gleichmäßig oder gleichmäßig in alle Richtungen in den Weltraum ausstrahlt. Es gibt keine physikalische Materie der isotropen Antenne und sie kann nur als Referenzantenne verwendet werden.
Auf andere Weise kann die Antennenrichtwirkung definiert werden als das Verhältnis der maximalen Strahlungsintensität der Testantenne zur durchschnittlichen Strahlungsintensität der Testantenne.
Antennenrichtwirkung D = maximale Strahlungsintensität einer Testantenne / durchschnittliche Strahlungsintensität der Testantenne.
D = Ф (θ, Ф) max / Фavg
D = Ф (θ, Ф) max / (Wr / 4 π)
D = 4 π Ф (θ, Ф) max / Wr
Daher ist D = 4 π (maximale Strahlungsintensität) / Gesamtstrahlungsleistung.
Antenneneffizienz
Dies ist der wichtige Parameter einer Antenne. Der Wirkungsgrad einer Antenne ist definiert als das Verhältnis der in alle Richtungen abgestrahlten Leistung zur gesamten Eingangsleistung, die ihren Anschlüssen zugeführt wird. Aufgrund des Widerstandsverlusts in der Antenne wird der insgesamt angelegte Eingang nicht in seine Zielrichtung abgestrahlt. Antennenwirkungsgrad bezeichnet mit „ das „. Der Antennenwirkungsgrad kann auch in Prozent angegeben werden, wenn er mit 100 multipliziert wird. Normalerweise liegt der Antennenwirkungsgrad zwischen 0 und 1.
Antenneneffizienz das = Von einer Antenne abgestrahlte Leistung / Gesamteingang
das = Pr / (Pr + Pi) [Pr = Strahlungsleistung Pi = ohmsche Verluste in der Antenne]
Messung der Antennenverstärkung
Der Gewinn wird hauptsächlich in der Gütezahl berechnet. Hier wird die Verstärkung mit G oder Leistungsverstärkung Gp bezeichnet. Durch Verstärkung können wir das Antennenstrahlungsmuster berechnen. „Der Antennengewinn ist definiert als das Verhältnis zwischen der maximalen Strahlungsintensität einer Objektantenne in einer bestimmten Richtung und der maximalen. die Strahlungsintensität einer isotropen Antenne “, wenn an beide Antennen die gleiche Leistung angelegt wird.
Verstärkungsmuster
'Wenn die Richtwirkung in Dezibel umgewandelt wird, können wir sie als Antennengewinn definieren.'
Verstärkung G = Maximale Strahlungsintensität von der Objektantenne (Фs) / Maximale Strahlungsintensität von der isotropen Antenne (Фi)
Der Gewinn einer Antenne G = Antennenwirkungsgrad * Antennenrichtwirkung D.
Einheiten für Verstärkung - dB (Dezibel), dBi (Dezibel relativ zu einer isotropen Antenne), dBd (Dezibel relativ zu Dipolantenne)
Der Verstärkungswert gibt an, wie erfolgreich Ihre Antenne bei der Umwandlung der Eingangsleistung in Funkwellen in einer bestimmten Richtung war und wie sie die Funkwellen auf der Empfängerseite in elektrische Form umwandelt. Manchmal wird die Verstärkung als Funktion des Winkels diskutiert. In diesem Fall ist das Strahlungsmuster zu berücksichtigen.
Antennengewinnformel
Anhand des Verstärkungswerts können wir erkennen, wie viel Signalverstärkung von der Antenne an den Eingang geliefert wird.
Auf der Empfängerstufe hilft es, wie viel Leistung erforderlich ist, um dasselbe vom Kanal übertragene Signal wiederzugeben.
Gewinn einer Objektantenne oder Testantenne Gt = Gi + 10log10 (Pt / Pi)
Wo
Gt = Verstärkung der getesteten Antenne
Gi = Verstärkung einer isotropen Antenne
Pt = Von der Testantenne abgestrahlte Leistung
Pi = Von der isotropen Antenne abgestrahlte Leistung
Umwandlung der Antennenverstärkung
Die Antennenverstärkung wird in Dezibel (dB) ausgedrückt, denn wenn die Verstärkung in regulären Einheiten ausgedrückt wird, wie in diesen Fällen in Watt, wenn die Empfangsleistung berechnet wird, ist das Ergebnis sehr gering, d. H. Manchmal wird es auch in exponentieller Form abgegeben. Es ist schwierig, jedes Mal diese Art von Werten zu berücksichtigen, sodass die Verstärkung in Dezibel (dB) ausgedrückt werden kann. 5 dB bedeutet das Fünffache der Energie relativ zu einer isotropen Antenne in ihrer Spitzenstrahlungsrichtung.
Die linearen Einheiten werden nach dieser Gleichung in Dezibel umgewandelt.
Pdb = 10 log10p
Eine weitere Einheit für den Antennengewinn ist dBm. Es bedeutet Dezibel relativ zu einem Milliwatt.
1 W = 1000 mW = 0 dB = 30 dBm
dBi ist eine weitere Einheit für die Verstärkung einer Antenne und deren Dezibel der Verstärkung relativ zu einer isotropen Antenne. dBi bedeutet die doppelte Leistung relativ zu einer isotropen Antenne in ihrer Spitzenstrahlungsrichtung.
Die Verstärkung kann also in Einheiten von Dezibel oder Dezibel Milliwatt oder Dezibel isotroper Antenne ausgedrückt werden. Meistens wird es nur in Dezibel (dB) ausgedrückt.
Wie kann man den Antennengewinn erhöhen?
Der Gewinn einer Antenne zeigt ihre Fähigkeit, die Signale an einen Kanal in eine beliebige Richtung abzustrahlen. Wenn die Verstärkung größer ist, kann eine solche Antenne mehr Leistung in einer bestimmten Richtung an den Empfänger übertragen und alle anderen Signale aus anderen Richtungen dämpfen. Wenn die Antenne die Signale gleichmäßig in alle Richtungen ausstrahlt, kann dies nur durch eine sphärische Antenne möglich sein, die als isotrope Antenne bezeichnet wird und die in Echtzeit nicht existiert.
Wenn die Verstärkung immer größer ist, ist dies ein Vorteil für die Schaltung, hängt jedoch nur von der Notwendigkeit ab. Die folgenden Methoden sind nützlich, um den Gewinn einer Antenne zu erhöhen.
Sie sind
- Die effektive Fläche der Antenne.
- Parabolreflektoren
- Elementarrays
- Reflektorarrays
- Antenneneffizienz
- Richtwirkung.
Das Antenne ist im Bereich der Kommunikation am nützlichsten, um die Funkwellen über eine elektrische Form im Kanal abzustrahlen und zu empfangen. Es gibt verschiedene Arten von Antennen. Antennentypen haben mit jedem von ihnen eine andere Struktur. Je nach Bedarf wurden sie verwendet und wenn der Gewinn der Antenne niedrig oder hoch sein kann, d. H. Nur abhängig von dem Bedarf. Wenn die Verstärkung größer ist, können die Signale in eine bestimmte Richtung in den Raum abgestrahlt werden. Wenn die Verstärkung niedrig ist, ist die Abdeckung breiter. Wenn Sie die täglichen Kommunikationssysteme beobachten, können wir weitere Informationen über die Bedeutung der Antenne und den Antennengewinn erhalten.
