Tin tức - Nguyên lý về độ lợi anten, cách tính độ lợi anten

Độ lợi anten đề cập đến sự gia tăng công suất bức xạ của anten theo một hướng cụ thể so với anten điểm lý tưởng. Nó thể hiện khả năng bức xạ của anten theo một hướng cụ thể, tức là hiệu suất thu hoặc phát tín hiệu của anten theo hướng đó. Độ lợi anten càng cao, anten hoạt động càng tốt theo một hướng cụ thể và có thể thu hoặc phát tín hiệu hiệu quả hơn. Độ lợi anten thường được biểu thị bằng decibel (dB) và là một trong những chỉ số quan trọng để đánh giá hiệu suất của anten.

Tiếp theo, tôi sẽ hướng dẫn các bạn hiểu các nguyên tắc cơ bản về độ lợi anten và cách tính toán độ lợi anten, v.v.

1. Nguyên lý về độ lợi anten

Về mặt lý thuyết, độ lợi anten là tỷ lệ giữa mật độ công suất tín hiệu do anten thực tế tạo ra và anten nguồn điểm lý tưởng tại một vị trí nhất định trong không gian dưới cùng một công suất đầu vào. Khái niệm về anten nguồn điểm được đề cập ở đây. Vậy nó là gì? Trên thực tế, đó là một anten mà người ta hình dung phát ra tín hiệu đồng đều, và mô hình bức xạ tín hiệu của nó là một hình cầu khuếch tán đồng đều. Trên thực tế, anten có các hướng tăng bức xạ (sau đây gọi là các bề mặt bức xạ). Tín hiệu trên bề mặt bức xạ sẽ mạnh hơn giá trị bức xạ của anten nguồn điểm lý thuyết, trong khi bức xạ tín hiệu ở các hướng khác bị suy yếu. Sự so sánh giữa giá trị thực tế và giá trị lý thuyết ở đây chính là độ lợi của anten.

Hình ảnh cho thấyRM-SGHA42-10Mô hình sản phẩm Thu thập dữ liệu

Điều đáng chú ý là các ăng-ten thụ động thường thấy không những không tăng cường công suất truyền tải mà còn tiêu hao công suất truyền tải. Lý do tại sao chúng vẫn được coi là có độ lợi là vì các hướng khác bị hy sinh, hướng bức xạ được tập trung và tỷ lệ sử dụng tín hiệu được cải thiện.

2. Tính toán độ lợi anten

Độ lợi anten thực chất thể hiện mức độ tập trung bức xạ của công suất không dây, do đó nó có liên quan chặt chẽ đến giản đồ bức xạ của anten. Theo hiểu biết chung, búp sóng chính càng hẹp và búp sóng phụ càng nhỏ trong giản đồ bức xạ của anten thì độ lợi càng cao. Vậy làm thế nào để tính toán độ lợi anten? Đối với một anten thông thường, công thức G (dBi) = 10Lg {32000/(2θ3dB, E × 2θ3dB, H)} có thể được sử dụng để ước tính độ lợi của nó.
2θ3dB, E và 2θ3dB, H lần lượt là độ rộng chùm tia của anten trên hai mặt phẳng chính; 32000 là dữ liệu thực nghiệm thống kê.

Vậy điều đó có nghĩa là gì nếu một bộ phát không dây 100mW được trang bị ăng-ten có độ lợi +3dbi? Trước tiên, hãy chuyển đổi công suất phát thành độ lợi tín hiệu (dBm). Phương pháp tính toán như sau:

100mW = 10lg, 100 = 20dbm

Tiếp theo, tính toán tổng công suất phát, bằng tổng công suất phát và độ lợi anten. Phương pháp tính toán như sau:

20dbm + 3dbm = 23dbm

Cuối cùng, công suất phát tương đương được tính toán lại như sau:

10^(23/10)≈200mw

Nói cách khác, một ăng-ten có độ lợi +3dbi có thể tăng gấp đôi công suất phát tương đương.

3. Ăng-ten có độ lợi chung

Ăng-ten của các bộ định tuyến không dây thông thường là ăng-ten đa hướng. Bề mặt bức xạ của nó nằm trên mặt phẳng ngang vuông góc với ăng-ten, nơi độ khuếch đại bức xạ lớn nhất, trong khi bức xạ phía trên và phía dưới ăng-ten bị suy yếu đáng kể. Nó giống như việc lấy một cây gậy phát tín hiệu và làm dẹt nó một chút.

Độ lợi anten chỉ đơn giản là "sự định hình" của tín hiệu, và giá trị độ lợi cho biết tỷ lệ sử dụng tín hiệu.

Ngoài ra còn có loại ăng-ten dạng tấm thông dụng, thường là ăng-ten định hướng. Bề mặt bức xạ của nó nằm trong khu vực hình quạt ngay phía trước tấm ăng-ten, và tín hiệu ở các khu vực khác bị suy yếu hoàn toàn. Nó giống như việc thêm một chụp đèn chiếu vào bóng đèn vậy.

Tóm lại, ăng-ten độ lợi cao có ưu điểm là phạm vi phủ sóng xa hơn và chất lượng tín hiệu tốt hơn, nhưng chúng phải hy sinh khả năng bức xạ ở một số hướng nhất định (thường là các hướng bị lãng phí). Ăng-ten độ lợi thấp thường có phạm vi phủ sóng theo một hướng lớn nhưng phạm vi phủ sóng ngắn. Khi các sản phẩm không dây xuất xưởng, nhà sản xuất thường cấu hình chúng theo các kịch bản sử dụng.

Tôi muốn giới thiệu thêm một vài sản phẩm ăng-ten có độ khuếch đại tốt dành cho mọi người: