بهره آنتن به بهره توان تابشی یک آنتن در یک جهت خاص نسبت به یک آنتن منبع نقطهای ایدهآل اشاره دارد. این بهره، قابلیت تابش آنتن را در یک جهت خاص، یعنی راندمان دریافت یا انتشار سیگنال آنتن در آن جهت، نشان میدهد. هرچه بهره آنتن بیشتر باشد، آنتن در یک جهت خاص عملکرد بهتری دارد و میتواند سیگنالها را با راندمان بیشتری دریافت یا ارسال کند. بهره آنتن معمولاً بر حسب دسیبل (dB) بیان میشود و یکی از شاخصهای مهم برای ارزیابی عملکرد آنتن است.
در مرحله بعد، شما را با اصول اولیه بهره آنتن و نحوه محاسبه بهره آنتن و غیره آشنا خواهم کرد.
۱. اصل بهره آنتن
از نظر تئوری، بهره آنتن، نسبت چگالی توان سیگنال تولید شده توسط آنتن واقعی و آنتن منبع نقطهای ایدهآل در یک موقعیت خاص در فضا تحت همان توان ورودی است. مفهوم آنتن منبع نقطهای در اینجا ذکر شده است. آن چیست؟ در واقع، آنتنی است که مردم تصور میکنند سیگنالها را به طور یکنواخت منتشر میکند و الگوی تابش سیگنال آن یک کره پخش شده یکنواخت است. در واقع، آنتنها دارای جهتهای بهره تابش هستند (که از این پس به عنوان سطوح تابش نامیده میشوند). سیگنال روی سطح تابش قویتر از مقدار تابش آنتن منبع نقطهای نظری خواهد بود، در حالی که تابش سیگنال در جهات دیگر ضعیفتر است. مقایسه بین مقدار واقعی و مقدار نظری در اینجا، بهره آنتن است.
تصویر نشان میدهد کهRM-SGHA42-10مدل محصول، دادههای Gain
شایان ذکر است که آنتنهای غیرفعال که معمولاً توسط مردم عادی دیده میشوند، نه تنها توان ارسال را افزایش نمیدهند، بلکه توان ارسال را نیز مصرف میکنند. دلیل اینکه هنوز هم دارای بهره در نظر گرفته میشوند این است که جهتهای دیگر فدا میشوند، جهت تابش متمرکز میشود و میزان استفاده از سیگنال بهبود مییابد.
۲. محاسبه بهره آنتن
بهره آنتن در واقع نشان دهنده میزان تابش متمرکز توان بیسیم است، بنابراین ارتباط نزدیکی با الگوی تابش آنتن دارد. درک کلی این است که هرچه لوب اصلی باریکتر و لوب جانبی در الگوی تابش آنتن کوچکتر باشد، بهره بیشتر است. بنابراین چگونه میتوان بهره آنتن را محاسبه کرد؟ برای یک آنتن عمومی، میتوان از فرمول G (dBi) = 10Lg {32000/(2θ3dB, E × 2θ3dB, H)} برای تخمین بهره آن استفاده کرد. فرمول،
2θ3dB، E و 2θ3dB، H به ترتیب پهنای پرتو آنتن در دو صفحه اصلی هستند؛ 32000 دادههای تجربی آماری است.
بنابراین اگر یک فرستنده بیسیم ۱۰۰ میلیوات به آنتنی با بهره +۳dbi مجهز باشد، چه معنایی خواهد داشت؟ ابتدا، توان ارسالی را به بهره سیگنال dbm تبدیل کنید. روش محاسبه به صورت زیر است:
۱۰۰ میلیوات = ۱۰ کیلوژول ۱۰۰ = ۲۰ دسیبل متر
سپس کل توان ارسالی را که برابر با مجموع توان ارسالی و بهره آنتن است، محاسبه کنید. روش محاسبه به شرح زیر است:
۲۰ دسیبل + ۳ دسیبل = ۲۳ دسیبل
در نهایت، توان ارسالی معادل به صورت زیر محاسبه میشود:
۱۰^(۲۳/۱۰)≈۲۰۰ میلیوات
به عبارت دیگر، یک آنتن با بهره +3dbi میتواند توان ارسال معادل را دو برابر کند.
۳. آنتنهای با بهره مشترک
آنتنهای روترهای بیسیم رایج ما، آنتنهای همهجهته هستند. سطح تابش آن در صفحه افقی عمود بر آنتن قرار دارد، جایی که بهره تابش بیشترین است، در حالی که تابش در بالای و پایین آنتن به شدت ضعیف میشود. کمی شبیه این است که یک چوب سیگنال را بردارید و کمی آن را صاف کنید.
بهره آنتن فقط «شکلدهی» سیگنال است و اندازه بهره، میزان استفاده از سیگنال را نشان میدهد.
همچنین یک آنتن صفحهای معمولی وجود دارد که معمولاً یک آنتن جهتدار است. سطح تابش آن در ناحیهی بادبزنی شکل درست جلوی صفحه قرار دارد و سیگنالهای سایر نواحی کاملاً ضعیف میشوند. این کمی شبیه اضافه کردن یک پوشش نورافکن به یک لامپ است.
به طور خلاصه، آنتنهای با بهره بالا از مزایای برد بیشتر و کیفیت سیگنال بهتر برخوردارند، اما باید تشعشع را در جهتهای مختلف (معمولاً جهتهای هدر رفته) قربانی کنند. آنتنهای با بهره پایین عموماً برد جهتی زیادی دارند اما برد کوتاهی دارند. وقتی محصولات بیسیم از کارخانه خارج میشوند، تولیدکنندگان معمولاً آنها را مطابق با سناریوهای استفاده پیکربندی میکنند.
من میخواهم چند محصول آنتن دیگر با بهره خوب برای همه توصیه کنم:
RM-BDHA056-11 (0.5-6 گیگاهرتز)
RM-DCPHA105145-20الف (10.5-14.5 گیگاهرتز)
RM-SGHA28-10 (26.5-40 گیگاهرتز)
زمان ارسال: ۲۶ آوریل ۲۰۲۴
