5G .Ăng-ten mạng
Một bước! Ăng ten tất cả các loại tóm tắt công thức tính toán
Ước tính 8 phút để đọc xong
Sau khi giới thiệu các tham số quan trọng khác nhau của anten , chúng ta sẽ đi vào một lĩnh vực sâu hơn, đó là các công thức tính toán liên quan đến các tham số. Mỗi công thức sẽ mang lại rất nhiều tiện lợi trước và sau khi cài đặt. Các công thức này được tổng hợp trong số báo này, không chỉ có thể giải quyết các câu hỏi khác nhau trong quá trình sử dụng mà còn cung cấp các ý tưởng cho việc bố trí ăng-ten tiếp theo .
Độ lợi của anten là một thông số để đo mức độ định hướng của bản đồ hướng bức xạ anten. Ăng ten có độ lợi cao sẽ ưu tiên cho một hướng cụ thể của tín hiệu bức xạ. Tăng ích anten là một hiện tượng thụ động, công suất không được tăng lên bởi anten mà chỉ đơn giản được phân phối lại để cung cấp nhiều công suất bức xạ theo một hướng nhất định hơn so với các anten đẳng hướng khác.
↓ Sau đây là một số phương trình gần đúng cho độ lợi của anten.
Ăng ten chung
G (dBi) = 10 Lg {32000 / (2θ3dB, E × 2θ3dB, H)}
Trong công thức, 2θ3dB, E và 2θ3dB, H lần lượt là chiều rộng của các nắp anten trong hai mặt phẳng chính; 32000 là dữ liệu thực nghiệm thống kê.
Anten parabol
G (dBi) = 10Lg {4,5 × (D / λ0) 2}
Trong công thức, D là đường kính của paraboloid; λ0 là bước sóng làm việc trung tâm; 4,5 là dữ liệu thực nghiệm thống kê.
Ăng ten đa hướng thẳng đứng
G (dBi) = 10 Lg {2 L / λ0}
Trong công thức, L là chiều dài của ăng ten; λ0 là bước sóng làm việc trung tâm.
Điều quan trọng nhất của việc điều chỉnh ăng-ten là tinh chỉnh góc nghiêng xuống của nó (có thể giải quyết các vấn đề về phạm vi phủ sóng phủ sóng yếu, v.v.). Sau đây là phần giới thiệu về phương pháp tính góc nghiêng anten nguyên bản nhất của nó.
Công thức tính anten cho khu vực giao thông cao (khu đô thị).
Góc nghiêng ăng ten = arctag (H / D) + góc công suất nửa dọc / 2
Công thức ăng ten khu vực phục vụ thấp (nông thôn, ngoại thành, v.v.) .
Góc nhúng ăng-ten = arctag (H / D)
Mô tả về Thông Số.
(1) Góc nghiêng ăng ten: góc giữa ăng ten và hướng thẳng đứng.
(2) H: chiều cao anten. Nó có thể được đo trực tiếp.
(3) D: bán kính phủ sóng của ô. Nói chung giá trị D được xác định bằng thử nghiệm trên đường, để đảm bảo độ phủ, trong thiết kế thực tế, nói chung D phải lớn hơn để đảm bảo độ phủ chồng chéo giữa các ô lân cận.
(4) Góc nửa công suất dọc: góc nửa công suất dọc của ăng ten, nói chung là 10 độ.
Sơ đồ hướng, tỷ lệ giá trị lớn nhất của cánh tà phía trước và phía sau được gọi là tỷ số phía trước và phía sau, được ghi là F / B. Trước và sau lớn hơn, anten sau bức xạ (hoặc thu) nhỏ hơn. Tỷ lệ F / B trước và sau rất đơn giản để tính toán:
F / B = 10 Lg {(mật độ công suất tiến) / (mật độ công suất lùi)}
Mô tả thông số: yêu cầu tỷ lệ F / B trước-sau của ăng-ten, giá trị điển hình của nó là (18 ~ 30) dB, các trường hợp đặc biệt yêu cầu lên đến (35 ~ 40) dB.
Tỷ số giữa điện áp tín hiệu và dòng tín hiệu tại đầu vào của anten được gọi là trở kháng đầu vào của anten. Trở kháng đầu vào có thành phần điện trở Rin và thành phần điện kháng Xin, nghĩa là.
Zin = Rin + j Xin
Sự tồn tại của thành phần điện kháng sẽ làm giảm ăng ten từ đường cấp đến nơi khai thác công suất tín hiệu, do đó, phải làm cho thành phần điện kháng càng xa càng tốt về 0, tức là trở kháng đầu vào của ăng ten phải càng xa càng tốt đối với điện trở thuần.
Trên thực tế, ngay cả khi ăng ten được thiết kế và vận hành tốt, trở kháng đầu vào luôn chứa một giá trị thành phần điện kháng nhỏ. Trở kháng đầu vào và cấu trúc anten, kích thước và bước sóng, bộ dao động đối xứng nửa sóng là anten cơ bản quan trọng nhất.
Trở kháng đầu vào của nó là Zin = 73,1 + j42,5 (ohm).
Khi độ dài được rút ngắn (3-5)%, thành phần điện kháng có thể được loại bỏ, để trở kháng đầu vào của anten là điện trở thuần, khi đó trở kháng đầu vào là Zin = 73,1 ohms (75 ohms danh nghĩa). Nói một cách chính xác, trở kháng đầu vào của ăng-ten điện trở thuần chỉ dành cho tần số điểm. Nhân tiện, trở kháng đầu vào của bộ dao động gấp khúc nửa sóng gấp bốn lần bộ dao động đối xứng nửa sóng, nghĩa là, Zin = 280 ohms (300 ohms danh nghĩa).
Tỷ số giữa điện áp và dòng điện tại các vị trí khác nhau trên một đường dây tải điện dài vô hạn được định nghĩa là trở kháng đặc tính của đường dây tải điện và được ký hiệu là Z. Công thức tính trở kháng đặc tính của cáp đồng trục là
Z. = [60 / √εr] × Nhật ký (D / d) [ohm
Trong công thức, D là đường kính trong của mạng đồng của dây dẫn bên ngoài của cáp đồng trục; d là đường kính ngoài của lõi cáp đồng trục; εr là hằng số điện môi tương đối của môi trường cách điện giữa các vật dẫn. Lưu ý: Thông thường Z. = 50 ohms, cũng có Z. = 75 ohms.
Từ công thức trên, dễ dàng nhận thấy rằng trở kháng đặc tính đường nguồn chỉ liên quan đến đường kính dây dẫn D và d và hằng số điện môi εr giữa các dây dẫn, nhưng không liên quan đến chiều dài đường dây nạp, tần số hoạt động và trở kháng tải được kết nối. đến thiết bị đầu cuối của dòng cấp dữ liệu.
Truyền tín hiệu trong bộ trung chuyển, ngoài tổn hao điện trở của dây dẫn, còn có tổn hao điện môi của vật liệu cách điện. Hai tổn thất này tăng lên cùng với sự gia tăng chiều dài của máng nạp và tần suất hoạt động. Vì vậy, bố trí hợp lý nên càng ngắn càng tốt để rút ngắn chiều dài của máng nạp.
Kích thước của suy hao trên một đơn vị chiều dài được biểu thị bằng hệ số suy giảm β, có đơn vị là dB / m (decibel / mét), đơn vị trên thông số kỹ thuật của cáp hầu hết được sử dụng dB / 100m (decibel / trăm mét).
Đặt công suất đầu vào bộ cấp là P1, công suất đầu ra từ chiều dài của L (m) bộ cấp là P2, suy hao truyền tải TL có thể được biểu thị như sau.
TL = 10 × Lg (P1 / P2) (dB)
Hệ số suy giảm là: β = TL / L (dB / m)
Trong trường hợp không khớp, cả sóng tới và sóng phản xạ đều tồn tại trên đường truyền. Tại nơi có sóng tới và sóng phản xạ cùng pha, biên độ điện áp cộng với biên độ điện áp cực đại Vmax, tạo thành mạng sóng; còn tại nơi sóng tới và sóng phản xạ ngược pha nhau thì biên độ điện áp trừ đi biên độ điện áp cực tiểu Vmin, tạo thành một nút sóng. Các giá trị biên độ của các điểm khác nằm giữa bụng sóng và nút sóng. Sóng tổng hợp này được gọi là sóng dừng.
A, tỉ số giữa điện áp sóng phản xạ và biên độ điện áp sóng tới được gọi là hệ số phản xạ, ghi là R.
R = biên độ sóng phản xạ / biên độ sóng tới = (ZL - Z0) / (ZL + Z0)
Thứ hai, tỷ số giữa điện áp bụng sóng với biên độ điện áp của phần sóng được gọi là hệ số sóng dừng hay còn gọi là tỷ số sóng dừng điện áp, được ghi chú là VSWR : VSWR = biên độ điện áp bụng sóng.
VSWR = Vmax / Vmin = (1 + R) / (1-R)
Trở kháng tải đầu cuối ZL và trở kháng đặc tính Z0 càng gần, hệ số phản xạ R càng nhỏ, VSWR càng gần 1, và kết hợp càng tốt.
