Antennin vahvistus viittaa antennin säteilytehon vahvistukseen tiettyyn suuntaan suhteessa ihanteelliseen pistemäiseen lähdeantenniin. Se edustaa antennin säteilykykyä tiettyyn suuntaan eli antennin signaalin vastaanotto- tai lähetystehokkuutta kyseisessä suunnassa. Mitä suurempi antennin vahvistus on, sitä paremmin antenni toimii tietyssä suunnassa ja sitä se voi vastaanottaa tai lähettää signaaleja tehokkaammin. Antennin vahvistus ilmaistaan yleensä desibeleinä (dB), ja se on yksi tärkeimmistä indikaattoreista antennin suorituskyvyn arvioinnissa.
Seuraavaksi opastan sinua ymmärtämään antennin vahvistuksen perusperiaatteet ja sen laskemisen jne.
1. Antennin vahvistuksen periaate
Teoriassa antennin vahvistus on todellisen antennin ja ideaalisen pisteantennin tuottaman signaalin tehotiheyden suhde tietyssä avaruuden kohdassa samalla syöttöteholla. Tässä käsitellään pisteantennin käsitettä. Mikä se on? Itse asiassa se on antenni, jonka ihmiset kuvittelevat lähettävän signaaleja tasaisesti, ja sen signaalin säteilykuvio on tasaisesti hajaantunut pallo. Antenneilla on itse asiassa säteilyn vahvistussuunnat (jäljempänä säteilypinnat). Säteilypinnalla oleva signaali on voimakkaampi kuin teoreettisen pisteantennin säteilyarvo, kun taas signaalin säteily muihin suuntiin heikkenee. Todellisen arvon ja teoreettisen arvon vertailu on tässä antennin vahvistus.
Kuvassa näkyyRM-SGHA42-10tuotemalli Hankintatiedot
On syytä huomata, että tavallisten ihmisten yleisesti näkemät passiiviset antennit eivät ainoastaan paranna lähetystehoa, vaan myös kuluttavat sitä. Syy siihen, miksi niitä pidetään edelleen vahvistusta tuottavina, on se, että muut suunnat uhrataan, säteilysuunta keskittyy ja signaalin käyttöaste paranee.
2. Antennin vahvistuksen laskeminen
Antennin vahvistus itse asiassa edustaa langattoman tehon keskittyneen säteilyn astetta, joten se liittyy läheisesti antennin säteilykuvioon. Yleinen käsitys on, että mitä kapeampi on antennin säteilykuvion pääkeila ja mitä pienempi on sivukeila, sitä suurempi on vahvistus. Joten miten antennin vahvistus lasketaan? Yleisen antennin vahvistuksen arvioimiseksi voidaan käyttää kaavaa G (dBi) = 10Lg {32000/(2θ3dB, E × 2θ3dB, H)}. Kaava,
2θ3dB, E ja 2θ3dB, H ovat antennin keilanleveydet kahdessa pääsevoimassa; 32000 on tilastollinen empiirinen data.
Mitä siis tarkoittaisi, jos 100 mw:n langaton lähetin on varustettu antennilla, jonka vahvistus on +3 dBi? Ensin muunna lähetysteho signaalin vahvistukseksi dBm. Laskentamenetelmä on:
100 mW = 10 lg, 100 = 20 dBm
Laske sitten kokonaislähetysteho, joka on yhtä suuri kuin lähetystehon ja antennin vahvistuksen summa. Laskentamenetelmä on seuraava:
20 dBm + 3 dBm = 23 dBm
Lopuksi vastaava lähetysteho lasketaan uudelleen seuraavasti:
10^（23/10）≈200 mW
Toisin sanoen, +3 dBi:n vahvistuksella varustettu antenni voi kaksinkertaistaa vastaavan lähetystehon.
3. Yhteisvahvistuksen antennit
Yleisten langattomien reitittimiemme antennit ovat monisuuntaisia. Niiden säteilypinta on antenniin nähden kohtisuorassa vaakatasossa, missä säteilyn vahvistus on suurin, kun taas antennin ylä- ja alapuolella oleva säteily heikkenee huomattavasti. Se on vähän kuin ottaisi signaalimailan ja litistäisi sitä hieman.
Antennin vahvistus on vain signaalin "muotoilu", ja vahvistuksen koko osoittaa signaalin käyttöasteen.
On myös yleinen levyantenni, joka on yleensä suunta-antenni. Sen säteilypinta on viuhkanmuotoisella alueella suoraan levyn edessä, ja muiden alueiden signaalit ovat täysin heikentyneet. Se on vähän kuin lisäisi kohdevalon suojuksen hehkulamppuun.
Lyhyesti sanottuna suuren vahvistuksen omaavilla antenneilla on etuna pidempi kantama ja parempi signaalin laatu, mutta niiden on uhrattava säteilyä yksittäisissä suunnissa (yleensä hukkaan heitettyjä suuntia). Pienen vahvistuksen omaavilla antenneilla on yleensä suuri suuntausalue, mutta lyhyt kantama. Kun langattomat tuotteet lähtevät tehtaalta, valmistajat konfiguroivat ne yleensä käyttötilanteiden mukaan.
Haluaisin suositella kaikille vielä muutamia hyvän vahvistuksen omaavia antennituotteita:
RM-BDHA056-11 (0,5–6 GHz)
RM-DCPHA105145-20A (10,5–14,5 GHz)
RM-SGHA28-10 (26,5–40 GHz)
Julkaisuaika: 26.4.2024
