Le gain d'antenne est une partie très importante de la structure de connaissance des antennes, et bien sûr c'est aussi l'un des paramètres importants pour la sélection d'antenne. Le gain d'antenne joue également un grand rôle dans la qualité de fonctionnement du système de communication. D'une manière générale, l'amélioration du gain dépend principalement de la réduction de la largeur des lobes rayonnés sur le plan vertical, tout en maintenant les performances de rayonnement omnidirectionnel sur le plan horizontal.
1. La définition du gain d'antenne :
Rapport entre la puissance surfacique rayonnée d'une antenne dans une direction spécifiée et la puissance surfacique rayonnée maximale de l'antenne de référence à la même puissance d'entrée.
→Attention aux points suivants :
(1) S'il n'est pas spécialement marqué, le gain de l'antenne se réfère au gain dans la direction maximale du rayonnement ;
(2) Dans les mêmes conditions, plus le gain est élevé, meilleure est la directivité et plus l'onde radio voyage loin, c'est-à-dire que la distance de couverture augmente. Cependant, la largeur de la vitesse d'onde ne sera pas comprimée, et plus le lobe est étroit, ce qui entraîne une moins bonne uniformité de couverture.
(3) L'antenne est un appareil passif et ne peut pas générer d'énergie. Le gain d'antenne est simplement la capacité de concentrer efficacement l'énergie pour rayonner ou recevoir des ondes électromagnétiques dans une direction spécifique.
2. Formule de calcul du gain d'antenne
Nous pouvons comprendre à partir de la définition du gain d'antenne que le gain d'antenne est étroitement lié au diagramme d'antenne. Plus le lobe principal est étroit, plus le lobe latéral est petit et plus le gain est élevé.
Antenne parabolique MIMO bipolaire/à polarisation croisée 2.4 GHz22dBi
(1) Pour une antenne parabolique, la formule suivante peut être utilisée pour approximer son gain :
G(dBi)=10Lg{4.5×(D/λ0)^2}
*Remarque:
D : Diamètre parabolique
λ0 : longueur d'onde centrale de travail
4.5 : Données statistiques empiriques
Connecteur femelle de type antenne-N bipolaire omnidirectionnel MIMO 2.4GHz13dBi
(2) Pour une antenne omnidirectionnelle verticale, la formule suivante peut également être utilisée pour un calcul approximatif :
G(dBi)=10Lg{2L/λ0}
*Remarque:
L : longueur de l'antenne
λ0 : longueur d'onde centrale de travail
3. Gagner et transmettre de la puissance
Le signal radiofréquence émis par l'émetteur radio est transmis à l'antenne par l'intermédiaire du câble d'alimentation et rayonné par l'antenne sous forme d'ondes électromagnétiques. Une fois que l'onde électromagnétique est arrivée à l'emplacement de réception, elle est reçue par l'antenne (seule une petite partie de la puissance est reçue) et envoyée au récepteur radio via le chargeur. Par conséquent, dans l'ingénierie des réseaux sans fil, il est très important de calculer la puissance de transmission du dispositif de transmission et la capacité de rayonnement de l'antenne.
La puissance d'émission des ondes radio fait référence à l'énergie dans une plage de fréquences donnée, et il existe généralement deux normes de mesure ou de mesure :
Puissance (W) : Par rapport au niveau linéaire de 1 watt (Watts).
Gain (dBm) : Par rapport au niveau proportionnel de 1 milliwatt (Milliwatt).
→Les deux expressions peuvent être converties l'une dans l'autre :
dBm=10xlog［Puissance mW］
mW=10^[Gagner dBm/10dBm]
Dans les systèmes sans fil, les antennes sont utilisées pour convertir les ondes de courant en ondes électromagnétiques. Pendant le processus de conversion, les signaux transmis et reçus peuvent également être "amplifiés". La mesure de cette amplification d'énergie est appelée "Gain". L'unité de mesure du gain d'antenne est le "dBi".
Étant donné que l'énergie des ondes électromagnétiques dans un système sans fil est générée par l'énergie de transmission du dispositif de transmission et l'amplification de l'antenne, il est préférable de mesurer l'énergie transmise avec le même gain métrique (dB), par exemple, la puissance de le dispositif de transmission est de 100 mW ou 20 dBm ; Le gain de est de 10dBi, alors :
Énergie d'émission totale = puissance d'émission (dBm) + gain d'antenne (dBi)
＝20dBm＋10dBi
30dBm
Ou : =1000mW＝1W
[règle 3dB]
→Chaque dB est très important dans le système « low power », surtout il faut se souvenir de la « règle des 3dB ».
Chaque augmentation ou diminution de 3dB signifie que la puissance est doublée ou réduite de moitié :
-3dB=1/2 puissance
-6dB=1/4 puissance
+3dB=2x puissance
+6dB=4x puissance
Par exemple, la puissance de transmission sans fil de 100 mW est de 20 dBm, tandis que la puissance de transmission sans fil de 50 mW est de 17 dBm et la puissance de transmission de 200 mW est de 23 dBm.
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