Notícias - O princípio do ganho da antena, como calcular o ganho da antena

O ganho da antena refere-se ao ganho de potência irradiada de uma antena em uma direção específica em relação a uma antena de fonte pontual ideal. Ele representa a capacidade de radiação da antena em uma direção específica, ou seja, a eficiência de recepção ou emissão do sinal da antena nessa direção. Quanto maior o ganho da antena, melhor o desempenho da antena em uma direção específica e permite que ela receba ou transmita sinais com mais eficiência. O ganho da antena é geralmente expresso em decibéis (dB) e é um dos indicadores importantes para avaliar o desempenho da antena.

A seguir, mostrarei a você os princípios básicos do ganho da antena e como calculá-lo, etc.

1. Princípio do ganho da antena

Em teoria, o ganho da antena é a razão entre a densidade de potência do sinal gerada pela antena real e a antena de fonte pontual ideal em uma determinada posição no espaço sob a mesma potência de entrada. O conceito de antena de fonte pontual é mencionado aqui. O que é? Na verdade, é uma antena que as pessoas imaginam emitir sinais uniformemente, e seu padrão de radiação de sinal é uma esfera uniformemente difusa. De fato, as antenas têm direções de ganho de radiação (doravante chamadas de superfícies de radiação). O sinal na superfície de radiação será mais forte do que o valor de radiação da antena de fonte pontual teórica, enquanto a radiação do sinal em outras direções será enfraquecida. A comparação entre o valor real e o valor teórico aqui é o ganho da antena.

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Vale ressaltar que as antenas passivas, comumente vistas por pessoas comuns, não só não aumentam a potência de transmissão, como também a consomem. A razão pela qual ainda são consideradas como tendo ganho é porque outras direções são sacrificadas, a direção da radiação é concentrada e a taxa de utilização do sinal é melhorada.

2. Cálculo do ganho da antena

O ganho da antena, na verdade, representa o grau de radiação concentrada da energia sem fio, portanto, está intimamente relacionado ao padrão de radiação da antena. O entendimento geral é que quanto mais estreito o lóbulo principal e menor o lóbulo lateral no padrão de radiação da antena, maior o ganho. Então, como calcular o ganho da antena? Para uma antena comum, a fórmula G (dBi) = 10Lg {32000/(2θ3dB, E × 2θ3dB, H)} pode ser usada para estimar seu ganho. Fórmula,
2θ3dB, E e 2θ3dB, H são as larguras do feixe da antena nos dois planos principais, respectivamente; 32000 são os dados estatísticos empíricos.

Então, o que significaria se um transmissor sem fio de 100 mW fosse equipado com uma antena com ganho de +3 dbi? Primeiro, converta a potência de transmissão em ganho de sinal (dbm). O método de cálculo é:

100mw = 10lg100 = 20dbm

Em seguida, calcule a potência total de transmissão, que é igual à soma da potência de transmissão e do ganho da antena. O método de cálculo é o seguinte:

20 dBm + 3 dBm = 23 dBm

Por fim, a potência de transmissão equivalente é recalculada da seguinte forma:

10^（23/10）≈200mw

Em outras palavras, uma antena com ganho de +3 dbi pode dobrar a potência de transmissão equivalente.

3. Antenas de ganho comum

As antenas dos nossos roteadores sem fio comuns são omnidirecionais. Sua superfície de radiação está no plano horizontal perpendicular à antena, onde o ganho de radiação é maior, enquanto a radiação acima da parte superior e abaixo da parte inferior da antena é bastante enfraquecida. É como pegar um bastão de sinalização e achatá-lo um pouco.

O ganho da antena é apenas a "modelagem" do sinal, e o tamanho do ganho indica a taxa de utilização do sinal.

Existe também uma antena de placa comum, que geralmente é uma antena direcional. Sua superfície de radiação fica na área em forma de leque diretamente em frente à placa, e os sinais em outras áreas são completamente enfraquecidos. É como adicionar uma capa de holofote a uma lâmpada.

Em resumo, antenas de alto ganho têm as vantagens de maior alcance e melhor qualidade de sinal, mas precisam sacrificar a radiação em direções individuais (geralmente direções desperdiçadas). Antenas de baixo ganho geralmente têm um amplo alcance direcional, mas um alcance curto. Quando os produtos sem fio saem da fábrica, os fabricantes geralmente os configuram de acordo com os cenários de uso.

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