Antena de rede 5G
Um passo! Antena todos os tipos de resumo da fórmula de cálculo
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Depois de introduzir os vários parâmetros importantes das antenas , vamos entrar em uma área mais profunda, que são as fórmulas de cálculo relacionadas aos parâmetros. Cada fórmula trará muita conveniência antes e depois da instalação. Essas fórmulas estão resumidas nesta edição, não apenas podem resolver várias questões durante o uso, mas também fornecer ideias para o layout da antena subsequente.
O ganho da antena é um parâmetro para medir o grau de direcionalidade do mapa de direção de radiação da antena. A antena de alto ganho dará prioridade a uma direção específica do sinal de radiação. O ganho da antena é um fenômeno passivo, a potência não é aumentada pela antena, mas simplesmente redistribuída de modo a fornecer mais potência irradiada em uma determinada direção do que outras antenas isotrópicas transmitem.
↓ A seguir estão algumas equações aproximadas para ganho de antena.
Antena geral
G(dBi) = 10 Lg { 32000 / (2θ3dB,E × 2θ3dB,H)}
Na fórmula, 2θ3dB,E e 2θ3dB,H são as larguras das abas das antenas nos dois planos principais respectivamente; 32000 são os dados empíricos estatísticos.
Antena parabólica
G (dBi) = 10Lg{4,5×(D/λ0)2}
Na fórmula, D é o diâmetro do parabolóide; λ0 é o comprimento de onda de trabalho central; 4.5 são os dados estatísticos empíricos.
Antena omnidirecional vertical
G(dBi) = 10 Lg { 2 L / λ0 }
Na fórmula, L é o comprimento da antena; λ0 é o comprimento de onda de trabalho central.
A coisa mais importante sobre o ajuste da antena é ajustar seu ângulo de inclinação para baixo (o que pode resolver os problemas de cobertura fraca sobreposição de cobertura, etc.). O seguinte é uma introdução ao seu método de cálculo do ângulo de inclinação da antena mais original.
A fórmula de cálculo da antena para área de alto tráfego (área urbana).
Ângulo de inclinação da antena = arctag(H/D) + ângulo de meia potência vertical / 2
Fórmula de antena de baixa área de serviço (áreas rurais, suburbanas, etc.) .
Ângulo de mergulho da antena = arctag(H/D)
Descrição do parâmetro.
(1) ângulo de inclinação da antena: o ângulo entre a antena e a direção vertical.
(2) H: altura da antena. Pode ser medido diretamente.
(3) D: raio de cobertura da célula. Geralmente o valor D é determinado pelo teste de estrada, a fim de garantir a cobertura, no projeto real, geralmente D deve ser maior para garantir a sobreposição de cobertura entre células vizinhas.
(4) Ângulo vertical de meia potência: o ângulo vertical de meia potência da antena, geralmente 10 graus.
Diagrama direcional, a relação do valor máximo da aba dianteira e traseira é chamada de relação dianteira e traseira, registrada como F / B . Antes e depois do que o maior, a antena após a radiação (ou recepção) é menor. Antes e depois a relação de F/B é muito simples de calcular:
F / B = 10 Lg {(densidade de potência direta) / (densidade de potência inversa)}
Descrição do parâmetro: os requisitos de relação frente-trás da antena F / B, seu valor típico é (18 ~ 30) dB, circunstâncias especiais exigem até (35 ~ 40) dB.
A relação entre a tensão do sinal e a corrente do sinal na entrada da antena é chamada de impedância de entrada da antena. A impedância de entrada tem um componente de resistência Rin e um componente de reatância Xin, ou seja.
Zin = Rin + j Xin
A existência de componente de reatância reduzirá a antena desde a linha de alimentação até a extração de potência do sinal, portanto, deve-se fazer o componente de reatância o mais longe possível para zero, ou seja, a impedância de entrada da antena deve ser o mais longe possível para resistência pura.
De fato, mesmo que a antena seja bem projetada e comissionada, a impedância de entrada sempre contém um pequeno valor de componente de reatância. Impedância de entrada e estrutura da antena, tamanho e comprimento de onda, oscilador simétrico de meia onda é a antena básica mais importante.
Sua impedância de entrada é Zin = 73,1 + j42,5 (ohm).
Quando o comprimento é encurtado (3-5)%, o componente de reatância pode ser eliminado, de modo que a impedância de entrada da antena seja resistência pura, então a impedância de entrada é Zin = 73,1 ohms (75 ohms nominais). Estritamente falando, a impedância de entrada da antena puramente resistiva é apenas para a frequência do ponto. A propósito, a impedância de entrada do oscilador dobrado de meia onda é quatro vezes o oscilador simétrico de meia onda, ou seja, Zin = 280 ohms (300 ohms nominais).
A razão entre tensão e corrente em vários locais em uma linha de transmissão infinitamente longa é definida como a impedância característica da linha de transmissão e é denotada por Z. A fórmula para calcular a impedância característica de um cabo coaxial é
Z. = [60/√εr] × Log (D/d) [ohm
Na fórmula, D é o diâmetro interno da rede de cobre do condutor externo do cabo coaxial; d é o diâmetro externo do núcleo do cabo coaxial; εr é a constante dielétrica relativa do meio isolante entre os condutores. Nota: Normalmente Z. = 50 ohms, também existem Z. = 75 ohms.
A partir da fórmula acima, é fácil ver que a impedância característica da linha de alimentação está relacionada apenas ao diâmetro do condutor D e d e à constante dielétrica εr entre os condutores, mas não ao comprimento da linha de alimentação, frequência de operação e impedância de carga conectada ao terminal da linha de alimentação.
Transmissão do sinal no alimentador, além da perda resistiva do condutor, há perda dielétrica do material isolante. Essas duas perdas aumentam com o aumento do comprimento do alimentador e da frequência de operação. Portanto, um layout razoável deve ser o mais curto possível para diminuir o comprimento do alimentador.
O tamanho da perda por unidade de comprimento é indicado pelo coeficiente de atenuação β, cuja unidade é dB/m (decibel/metro), a unidade nas especificações técnicas do cabo mais utilizada dB/100m (decibel/cem metros).
Deixe que a entrada de energia para o alimentador seja P1, a saída de energia do comprimento do alimentador L (m) seja P2, a perda de transmissão TL pode ser expressa da seguinte forma.
TL = 10 × Lg (P1/P2) (dB)
O coeficiente de atenuação é: β = TL / L ( dB / m )
No caso de incompatibilidade, tanto as ondas incidentes quanto as refletidas existem na linha de alimentação. No local onde as ondas incidente e refletida estão na mesma fase, as amplitudes de tensão somam-se à amplitude máxima de tensão Vmax , formando uma teia de ondas; enquanto no local onde as ondas incidente e refletida estão em fase oposta as amplitudes de tensão subtraem à amplitude de tensão mínima Vmin , formando um nó de onda. Os valores de amplitude de outros pontos estão entre o ventre da onda e o nó da onda. Essa onda sintética é chamada de onda estacionária.
A, a razão entre a tensão da onda refletida e a amplitude da tensão da onda incidente é chamada de coeficiente de reflexão, anotado como R.
R = amplitude da onda refletida / amplitude da onda incidente = (ZL - Z0) / (ZL + Z0 )
Em segundo lugar, a razão entre a tensão da barriga da onda e a amplitude da tensão da seção da onda é chamada de coeficiente de onda estacionária, também conhecida como razão da onda estacionária da tensão, notada como VSWR : VSWR = amplitude da tensão da barriga da onda.
VSWR = Vmax / Vmin = (1 + R) / (1-R)
Quanto mais próxima a impedância de carga terminal ZL e a impedância característica Z0, menor o coeficiente de reflexão R, mais próximo o VSWR está de 1 e melhor a correspondência.
