Guadagno dell'antenna - Direttività, efficienza e sua conversione

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Le antenne sono utilizzate in questo moderno comunicazione per trasmettere i dati e ricevere i dati attraverso un canale cablato o wireless. O in un altro modo, può essere definito come trasmettere e ricevere le onde radio in tutte le direzioni orizzontali o direzioni particolari. Queste antenne fungono da interfaccia tra segnali elettrici e segnali radio. Qui, i segnali elettrici vengono inoltrati attraverso conduttori metallici e i segnali radio si propagano nello spazio libero. Heinrich Hertz è stato il primo a sviluppare un'antenna nell'anno 1886. Ha creato un'antenna a dipolo e con segnali elettrici, ha trasmesso e ricevuto i segnali. Più tardi nell'anno 1901, Marconi era lo scienziato che inviava le informazioni attraverso la regione atlantica. I parametri dell'antenna sono più importanti. I parametri sono direttività (D), guadagno antenna (G), risoluzione, pattern, area del fascio dell'antenna, efficienza del fascio dell'antenna, efficienza dell'antenna ( il ). In questo articolo, discuteremo le informazioni complete relative al guadagno dell'antenna.

Cos'è un guadagno dell'antenna?

Possiamo definire l'antenna guadagno come combinazione di efficienza dell'antenna e direttività dell'antenna, e questo dipende da questi parametri. Quindi questi due possono essere effetti il ​​guadagno di un'antenna. Prima di discutere prima di questo guadagno dell'antenna, dobbiamo sapere qual è la direttività dell'antenna.




Direttività dell'antenna

Può essere definito come il rapporto tra l'intensità di radiazione massima di un'antenna di prova e l'intensità di radiazione di un'antenna isotropa o di un'antenna di riferimento che irradia in totale la stessa potenza. La direttività può essere indicata con D.



La direttività dell'antenna mostra come è in grado di irradiare l'energia in una o più direzioni specifiche. Il diagramma di radiazione di un'antenna determina il suo valore di direttività.

direttività dell

direttività dell'antenna

Quindi, Direttività D = intensità massima di radiazione di un'antenna di prova / intensità di radiazione di un'antenna isotropa. Qui, l'antenna isotropa è un'antenna ideale, che irradia la sua potenza in modo uguale o uniforme in tutte le direzioni verso lo spazio. Non vi è alcun aspetto fisico dell'antenna isotropa e può essere presa solo come antenna di riferimento.


In un altro modo, la direttività dell'antenna può essere definita come il rapporto tra l'intensità di radiazione massima dell'antenna di prova e l'intensità di radiazione media dell'antenna di prova.

Direttività dell'antenna D = intensità di radiazione massima di un'antenna di prova / intensità di radiazione media di un'antenna di prova.

D = Ф (θ, Ф) max / Фavg
D = Ф (θ, Ф) max / (Wr / 4 π)
D = 4 π Ф (θ, Ф) max / Wr

Quindi D = 4 π (massima intensità di radiazione) / potenza di radiazione totale.

Efficienza dell'antenna

Questo è il parametro importante di un'antenna. L'efficienza di un'antenna è definita come il rapporto tra la potenza irradiata in tutte le direzioni e la potenza di ingresso totale fornita ai suoi terminali. A causa della perdita di resistenza nell'antenna, l'ingresso totale applicato non viene irradiato nella sua direzione target. L'efficienza dell'antenna è indicata da ' il '. L'efficienza dell'antenna può essere conosciuta in percentuale anche quando è moltiplicata per 100. Di solito, il fattore di efficienza dell'antenna è compreso tra 0 e 1.

Efficienza dell'antenna il = Potenza irradiata da un'antenna / ingresso totale

il = Pr / (Pr + Pi) [Pr = potenza irradiata Pi = perdite ohmiche nell'antenna]

Misurazione del guadagno dell'antenna

Guadagno per lo più calcolato nella figura del merito. Qui, il guadagno è indicato con G o guadagno di potenza Gp. Per guadagno, possiamo calcolare il diagramma di radiazione dell'antenna. “Il guadagno dell'antenna è definito come il rapporto tra la massima intensità di radiazione di un soggetto antenna in una data direzione e la max. l'intensità della radiazione di un'antenna isotropa ”quando la stessa quantità di potenza viene applicata a entrambe le antenne.

modello di guadagno

modello di guadagno

'Quando la direttività viene convertita in decibel, possiamo definirla come guadagno dell'antenna'.

Guadagno G = Massima intensità di radiazione dall'antenna del soggetto (Фs) / Massima intensità di radiazione dall'antenna isotropica (Фi)

Il guadagno di un'antenna G = Efficienza antenna * Direttività antenna D

Unità di guadagno - dB (decibel), dBi (decibel relativi a un'antenna isotropica), dBd (decibel relativi all'antenna dipolo)

Il valore del guadagno indica quanto l'antenna è riuscita a convertire la potenza in ingresso in onde radio in una direzione specifica e come converte le onde radio in forma elettrica sul lato del ricevitore. A volte, il guadagno viene discusso in funzione dell'angolo. In questo caso, è da considerare il diagramma di radiazione.

Formula di guadagno dell'antenna

Dal valore del guadagno, possiamo conoscere la quantità di boost del segnale fornita all'ingresso dall'antenna.

Aiuta nella fase del ricevitore, quanta potenza richiesta per riprodurre lo stesso segnale trasmesso dal canale.

Guadagno di un'antenna del soggetto o di un'antenna di prova Gt = Gi + 10log10 (Pt / Pi)

Dove

Gt = Guadagno dell'antenna testata
Gi = Guadagno di un'antenna isotropa
Pt = Potenza irradiata dall'antenna di prova
Pi = Potenza irradiata dall'antenna isotropa

Conversione del guadagno dell'antenna

Il guadagno dell'antenna è espresso in decibel (dB) perché se il guadagno espresso in unità regolari come in termini di watt in questi casi quando si calcola la potenza ricevuta, il risultato sarebbe molto piccolo cioè, a volte darà anche in forma esponenziale. È difficile considerare ogni volta questo tipo di valori, quindi il guadagno può essere espresso in termini di decibel (dB). 5 dB significa 5 volte l'energia relativa a un'antenna isotropa nella sua direzione di picco della radiazione.

Le unità lineari vengono convertite in decibel seguendo questa equazione.

Pdb = 10 log10p

Un'altra unità per il guadagno dell'antenna è dBm. Significa decibel relativo a un milliwatt.

1W = 1000mw = 0dB = 30dBm

dBi è un'altra unità per il guadagno di un'antenna e il suo decibel di guadagno rispetto a un'antenna isotropa. dBi significa il doppio della potenza rispetto a un'antenna isotropa nella sua direzione di picco della radiazione.

Quindi il guadagno può essere espresso in unità di decibel o decibel milli-watt o antenna isotropa in decibel. Per lo più è espresso solo in decibel (dB).

Come aumentare il guadagno dell'antenna?

Il guadagno di un'antenna mostra la sua capacità di irradiare i segnali per incanalarli in qualsiasi direzione. Se il guadagno è maggiore, tale antenna può essere trasmessa più potenza al ricevitore in una particolare direzione e attenua tutti gli altri segnali da altre direzioni. Se l'antenna irradia i segnali in modo uguale in tutte le direzioni significa che può essere possibile solo con un'antenna sferica come quella che viene chiamata antenna isotropa e queste non esistono in tempo reale.

Se il guadagno è maggiore è sempre un vantaggio per il circuito ma dipende solo dalla necessità. I seguenti metodi sono utili per aumentare il guadagno di un'antenna.

Sono

  • L'area effettiva dell'antenna.
  • Riflettori parabolici
  • Matrici di elementi
  • Array di riflettori
  • Efficienza dell'antenna
  • Direttività.

Il antenna è molto utile nel campo della comunicazione per irradiare e ricevere le onde radio attraverso una forma elettrica nel canale. Esistono diversi tipi di antenna. Tipi di antenna hanno una struttura diversa con ciascuno di essi. A seconda della necessità, sono stati utilizzati e se il guadagno dell'antenna può essere basso o alto, cioè puramente dipendente solo dalla necessità. Se il guadagno è maggiore, allora è in grado di irradiare i segnali in una particolare direzione nello spazio. Se il guadagno è basso, la sua copertura è più ampia. Se osservi i sistemi di comunicazione quotidiani possiamo ottenere maggiori informazioni sull'importanza dell'antenna e sul valore del guadagno dell'antenna.