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¡Un paso! Resumen de fórmula de cálculo de todo tipo de antena
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Después de presentar los diversos parámetros importantes de las antenas , vamos a entrar en un área más profunda, que son las fórmulas de cálculo relacionadas con los parámetros. Cada fórmula brindará mucha comodidad antes y después de la instalación. Estas fórmulas se resumen en este número, no solo pueden resolver varias preguntas durante el uso, sino que también brindan ideas para el diseño posterior de la antena .
La ganancia de la antena es un parámetro para medir el grado de direccionalidad del mapa de dirección de la radiación de la antena. La antena de alta ganancia dará prioridad a una dirección específica de la señal de radiación. La ganancia de la antena es un fenómeno pasivo, la antena no aumenta la potencia, sino que simplemente la redistribuye para proporcionar más potencia radiada en una dirección determinada que la que transmiten otras antenas isotrópicas.
↓ Las siguientes son algunas ecuaciones aproximadas para la ganancia de antena.
Antena general
G(dBi) = 10 Lg { 32000 / (2θ3dB,E × 2θ3dB,H)}
En la fórmula, 2θ3dB,E y 2θ3dB,H son el ancho de las aletas de la antena en los dos planos principales respectivamente; 32000 es el dato empírico estadístico.
antena parabolica
G (dBi) = 10Lg{4,5×(D/λ0)2}
En la fórmula, D es el diámetro del paraboloide; λ0 es la longitud de onda de trabajo central; 4.5 son los datos empíricos estadísticos.
Antena omnidireccional vertical
G(dBi) = 10 Lg { 2 L / λ0 }
En la fórmula, L es la longitud de la antena; λ0 es la longitud de onda central de trabajo.
Lo más importante sobre el ajuste de la antena es afinar su ángulo de inclinación hacia abajo (que puede resolver los problemas de superposición de cobertura débil, etc.). La siguiente es una introducción a su método de cálculo de ángulo de inclinación de antena más original.
La fórmula de cálculo de antena para zona de alto tráfico (área urbana).
Ángulo de inclinación de la antena = arctag (H/D) + ángulo de media potencia vertical / 2
Fórmula de antena de área de servicio bajo (áreas rurales, suburbanas, etc.) .
Ángulo de inclinación de la antena = arctag (H/D)
Descripción de parámetros.
(1) ángulo de inclinación de la antena: el ángulo entre la antena y la dirección vertical.
(2) H: altura de la antena. Se puede medir directamente.
(3) D: radio de cobertura de la celda. Por lo general, el valor D se determina mediante una prueba en carretera, para garantizar la cobertura, en el diseño real, por lo general, D debe ser mayor para garantizar la superposición de la cobertura entre las celdas vecinas.
(4) Ángulo de potencia media vertical: el ángulo de potencia media vertical de la antena, generalmente 10 grados.
Diagrama direccional, la relación del valor máximo de la aleta delantera y trasera se denomina relación delantera y trasera, registrada como F / B. Antes y después de la más grande, la antena después de la radiación (o recepción) es más pequeña. Antes y después la relación de F/B es muy sencilla de calcular:
F / B = 10 Lg {(densidad de potencia hacia adelante) / (densidad de potencia hacia atrás)}
Descripción del parámetro: los requisitos F / B de la relación de la parte delantera a la trasera de la antena, su valor típico es (18 ~ 30) dB, las circunstancias especiales requieren hasta (35 ~ 40) dB.
La relación entre el voltaje de la señal y la corriente de la señal en la entrada de la antena se denomina impedancia de entrada de la antena. La impedancia de entrada tiene un componente de resistencia Rin y un componente de reactancia Xin, es decir.
Zin = Rin + jXin
La existencia de componente de reactancia reducirá la antena desde la línea de alimentación hasta la extracción de potencia de la señal, por lo tanto, debe hacer que el componente de reactancia esté lo más lejos posible de cero, es decir, la impedancia de entrada de la antena debe estar lo más lejos posible para resistencia pura.
De hecho, incluso si la antena está bien diseñada y puesta en marcha, la impedancia de entrada siempre contiene un valor de componente de reactancia pequeño. La impedancia de entrada y la estructura de la antena, el tamaño y la longitud de onda, el oscilador simétrico de media onda es la antena básica más importante.
Su impedancia de entrada es Zin = 73,1 + j42,5 (ohm).
Cuando se acorta la longitud (3-5)%, se puede eliminar el componente de reactancia, de modo que la impedancia de entrada de la antena sea resistencia pura, entonces la impedancia de entrada es Zin = 73,1 ohmios (75 ohmios nominales). Estrictamente hablando, la impedancia de entrada de la antena puramente resistiva es solo para la frecuencia del punto. Por cierto, la impedancia de entrada del oscilador plegado de media onda es cuatro veces la del oscilador simétrico de media onda, es decir, Zin = 280 ohmios (300 ohmios nominales).
La relación de voltaje a corriente en varias ubicaciones en una línea de transmisión infinitamente larga se define como la impedancia característica de la línea de transmisión y se denota por Z. La fórmula para calcular la impedancia característica de un cable coaxial es
Z. = [60/√εr] × Log (D/d) [ohm
En la fórmula, D es el diámetro interior de la red de cobre del conductor exterior del cable coaxial; d es el diámetro exterior del núcleo del cable coaxial; εr es la constante dieléctrica relativa del medio aislante entre los conductores. Nota: Normalmente Z. = 50 ohmios, también hay Z. = 75 ohmios.
De la fórmula anterior, es fácil ver que la impedancia característica de la línea de alimentación solo está relacionada con el diámetro del conductor D y d y la constante dieléctrica εr entre los conductores, pero no con la longitud de la línea de alimentación, la frecuencia de operación y la impedancia de carga conectada. al terminal de la línea de alimentación.
La transmisión de señal en el alimentador, además de la pérdida resistiva del conductor, existe una pérdida dieléctrica del material aislante. Estas dos pérdidas aumentan con el aumento de la longitud del alimentador y la frecuencia de operación. Por lo tanto, un diseño razonable debe ser lo más corto posible para acortar la longitud del alimentador.
El tamaño de la pérdida por unidad de longitud está indicado por el coeficiente de atenuación β, cuya unidad es dB/m (decibelio/metro), la unidad en las especificaciones técnicas del cable más utilizada dB/100m (decibelio/cien metros).
Deje que la entrada de energía al alimentador sea P1, la salida de energía de la longitud del alimentador L (m) es P2, la pérdida de transmisión TL se puede expresar de la siguiente manera.
TL = 10 × Lg ( P1 /P2 ) ( dB )
El coeficiente de atenuación es: β = TL/L (dB/m)
En el caso de desajuste, existen tanto ondas incidentes como reflejadas en la línea de alimentación. En el lugar donde las ondas incidente y reflejada están en la misma fase, las amplitudes de voltaje se suman a la amplitud máxima de voltaje Vmax, formando una red de ondas; mientras que en el lugar donde las ondas incidente y reflejada están en fase opuesta, las amplitudes de voltaje se restan a la amplitud de voltaje mínima Vmin, formando un nodo de onda. Los valores de amplitud de otros puntos están entre el vientre de la onda y el nodo de la onda. Esta onda sintética se llama onda estacionaria.
A, la relación entre el voltaje de la onda reflejada y la amplitud del voltaje de la onda incidente se denomina coeficiente de reflexión, indicado como R.
R = amplitud de onda reflejada / amplitud de onda incidente = (ZL - Z0) / (ZL + Z0 )
En segundo lugar, la relación entre el voltaje del vientre de la onda y la amplitud del voltaje de la sección de la onda se denomina coeficiente de onda estacionaria, también conocida como relación de onda estacionaria del voltaje, indicada como VSWR : VSWR = amplitud del voltaje del vientre de la onda.
VSWR = Vmax / Vmin = (1 + R) / (1-R)
Cuanto más cerca esté la impedancia de carga terminal ZL y la impedancia característica Z0, menor será el coeficiente de reflexión R, más cerca estará VSWR de 1 y mejor será la coincidencia.
