پرش به

خوش آمدید به انجمن پارس ارتباط
برای استفاده از تمام امکانات انجمن عضو شوید ، اگر قبلا عضو شده اید ، وارد انجمن شوید. از لینک های زیر برای عضویت یا ورود به انجمن استفاده نمایید. .لحظات خوشی را برای شما آرزومندیم.
ورود به انجمن عضویت در انجمن
تصویر

توضیحاتی راجع به بهره (gain) آنتن

آنتن بهره آنتن gain آنتن antenna gain gain tp-link تی پی لینک dB پوشش وایرلس

بدون پاسخ

#1
Ataei

Ataei

    عضو فعال انجمن پارس ارتباط

  • Moderators
  • 42 ارسال

توضیحاتی راجع به بهره (gain) آنتن

بهره یا همان “gain” یک آنتن، مبحثی است که حتی برای برخی از خبره ترین مهندسان RF ( فرکانس های رادیویی) نیز گیج کننده است. حتی متن قوانین صراحتا بیان می کند که "توان تابش موثر" یا همان (ERP) نباید از حد مشخصی تجاوز کند و این بر این مبنا است که ورودی یک آنتن، توسط gain آنتن چندین برابر می گردد. مفهوم این جمله این است که زمانی که gain وجود دارد، آنتن ها خودشان توان تولید می کنند. اما متاسفانه این موضوع بحث نیست. اگر کسی یک آنتن را مورد آزمایش قرار دهد متوجه خواهد شد که بهترین مواد برای ساختن آن به ترتیب طلا، نقره، مس و آلومینیوم هستند. اما مواد ذکر شده خودشان نمی توانند توان تولید کنند.

قبل از هر توضیحی لازم است به تعریف بعضی از عبارات بپردازیم که به ما در درک بهتر gain آنتن کمک خواهند نمود:

دسی بل (dB) : واحد اندازه گیری رشد و افت است. رشد دارای مقادیر مثبت و افت مقادیری منفی دارد و فرمول آن به شکل زیر است:

10*log(Pout/Pin)

بهره (gain) آنتن: افزایش نسبی تابش در نقطه ماکزیمم با مقداری با واحد dB که بالاتر از استاندارد است بیان می گردد که در این مورد یک آنتن مبنا ( یک آنتن دو قطبی نیم موج) می باشد که سایر آنتن ها با آن مقایسه می گردند. مقدار مرجع 0dBD ( مقدار اندازه گیری شده برای آنتن دوقطبی نیم موج) می باشد. یک آنتن با توان تابش موثر دو برابر توان ورودی، بهره ای معادل 10*log(2/1) = 3dBD خواهد داشت.

نکته مهم : مرجع دومی نیز برای gain آنتن وجود دارد و زمانی که مورد استفاده قرار می گیرد gain آنتن را بیشتر از آنچه که واقعاً به آن دست می یابد ارائه می دهد. این مرجع که با dBi شناخته می شود gain یک آنتن را با توجه به یک آنتن ایزوتروپیک فرضی که تابشی کاملا برابر با الگوی کروی (برابر در تمام جهات) دارد- ارائه میدهد. این مرجع gain آنتن را 2.14dB افزایش می دهد که برابر gain یک آنتن دو قطبی نسبت به آنتن ایزوتروپیک است.

الگوی تابش: نمایش گرافیکی تراکم تابش در مقابل زاویه از خط عمود است. این طرح معمولا دایره ای است و تراکم آن با فاصله از مرکز بر مبنای زاویه ی مربوطه نشان داده می شود.

تمامی الگو های تابش این متن، با آنتن هایی که به صورت عمودی نصب شده بودند و از کنار (زاویه راست نسبت به آنتن) دیده شده اند، ترسیم شده اند.

زاویه تابش: اینکه عرض پرتو (beam) زاویه بین دو نقطه (در یک صفحه) است که در آن تابش به نیمی از توان مثلا 3dB کمتر از حداکثر تابش -  افت می یابد به صورت عمومی پذیرفته شده است.

پوشش: منطقه فیزیکی زمین شناسی است که سطح سیگنال به اندازه ای می باشد که همچنان قابل دریافت است که به صورت فاصله شعاعی از سایت آنتن است.

2007618162310598.gifبرای شروع باید یک آنتن دوقطبی نیم موج را در فضای آزاد معلق نگاه داشت ( به عنوان مثال از تمام محیط های ممکن صرف نظر کنید مثلاً قطب اتصال و ... که می توانند روی آنتن تاثیر گذار باشد). الگوی تابش این آنتن معمولا به عنوان (( دافنات)) شناخته می شود که در شکل مجاور نشان داده شده است.

 

از آنجایی که مواد سازنده نمی توانند توان ایجاد کنند، تنها جایگزین باقی مانده تمرکز بر انرژی تلف شده است. عنوان مثال مقداری از توان به سمت بالا ( آسمان) می رود در صورتی که در صفحه افقی باشد بسیار کارآمد تر خواهد بود. نتیجه در شکل مجاور نمایش داده شده است. در اینجا شکل تابش طوری تغییر یافته است که اکثر انرژی بیرونی در نیمه میانی متمرکز گردد که در نتیجه انرژی تابش یافته در صفحه مورد نیاز یا gain موثر 3dB دو برابر می شود.2007618162355854.gif

تشدید بیشتر تمرکز می تواند در gain هایی مانند 6dB (4 برابر) تا 9dB (8 برابر) قابل دستیابی باشد.

نتایج در شکل های زیر نمایش داده شده اند:

200761816243933.gif2007618162411403.gif

همانطور که می بینید روشی که در آن آنتن طوری ساخته می شود تا تنها از طریق تمرکز تابش gain داشته باشد در نتیجه تابش را در جهت افقی تشدید می کند. آنتن هایی با تابش تمام جهته (Omni-directional) و با gain فراتر از 9dB به دلیل اینکه تمرکز با طول (طول موج) آنتن رابطه مستقیم دارد، به صورت عملی مناسب نیستند. هر چند، روش دیگری برای تمرکز وجود دارد که در آن تشدید تابش تنها در یک جهت رخ می دهد.

2007618162418246.gifاگر یک بازتابنده (reflector) در کنار یک دوقطبی قرار گیرد، تمامی انرژی که می توانست در جهت بازتابنده تابش یابد، در جهت دوقطبی بازتاب می یابد. این روش باعث می شود که تمامی انرژی در یک نیم کره ظاهر شود و  نتایج در دو برابر کردن انرژی تابیده شده در این جهت یا در gain 3dB از این قرار است.

برای دستیابی به تمرکز بیشتر می توان از جهت دهنده ها (directors) استفاده نمود و به همین صورت با کوچک و کوچکتر نمودن زاویه جمع کردن تمامی تابش در یک جهت gain بالاتر قابل دستیابی است. این روش برای دستیابی به آنتن هایی با gain حدود 20dB عملی است. هر چند که زاویه موثر  چنین آنتنی کوچک است. ( معمولا ±10 درجه )

برای آنتن های جهت دار باید یک فاکتور دیگر را در نظر داشت.2007618162425159.gif

نسبت جلو به عقب: عنصر کلیدی در اکثر آنتن های جهت دار یک دو قطبی با الگوی تابش به شکل کلاسیک ((دافنات)) است که بر محور های آن عمود است. نکته کلیدی این است که همواره ساختار آنتن به گونه ای باشد که نسبت تابش رو به جلو بسیار بیشتر از تابش به عقب باشد. زیرا تابش به سمت عقب به معنای اتلاف انرژی می باشد.

نتیجه گیری: آنتن ها خود به خود توان تولید نمی کنند بلکه با متمرکز نمودن فرکانس های رادیویی تابیده شده در یک الگوی باریکتر، باعث می شوند توان بیشتری در جهت دلخواه منتقل می کنند.

رشد و افت همواره با هم همراه هستند. هر قدر آنتن دارای gain بیشتری باشد، زاویه موثر قابل استفاده کوچکتر خواهد بود. این نکته ای است غالبا مردم فراموش می کنند: توان بالای یک آنتن باعث محدود شدن جهت های تابش آن می شود.

نکاتی که در بالا ذکر شد در انتخاب یک آنتن بسیار موثر است و بنا به کاربرد آنتن باید مورد توجه قرار گیرند.





ارسال پاسخ



  



همچنین به آنتن, بهره آنتن, gain آنتن, antenna gain, gain, tp-link, تی پی لینک, dB, پوشش, وایرلس نیز برچسب خورده است

0 کاربر در حال خواندن این موضوع است

0 کاربر، 0 مهمان و 0 عضو مخفی