アンテナゲインの定義/計算式/送信電力

アンテナゲインはアンテナの知識構造の非常に重要な部分であり、もちろんアンテナ選択の重要なパラメーターの XNUMX つでもあります。アンテナ利得も、通信システムの動作品質に大きな役割を果たします。一般に、利得の向上は主に、水平面での全方向放射性能を維持しながら、垂直面での放射ローブ幅を縮小することに依存します。

1. アンテナ利得の定義:

指定された方向のアンテナの放射電力束密度と、同じ入力電力における基準アンテナの最大放射電力束密度の比。

→以下の点に注意してください。

(1) 特に指定がない場合、アンテナ利得は最大放射方向の利得を指します。

(2) 同じ条件下では利得が大きいほど指向性が良くなり、電波が遠くまで届く、つまり到達距離が長くなります。ただし、波の速度の幅は圧縮されず、ローブが狭くなり、カバレッジの均一性が低下します。

(3) アンテナは受動的なデバイスであり、エネルギーを生成できません。アンテナ利得は、特定の方向に電磁波を放射または受信するためにエネルギーを効果的に集中させる能力にすぎません。

2. アンテナ利得の計算式

アンテナゲインの定義から、アンテナゲインはアンテナパターンと密接に関係していることがわかります。メインローブが狭いほど、サイドローブは小さくなり、ゲインは高くなります。

2.4GHz22dBi バイポーラ/交差偏波 MIMO パラボラアンテナ

(1) パラボラアンテナの場合、次の式を使用してゲインを概算できます。

G(dBi)=10Lg{4.5×(D/λ0)^2}

*注意：

D:放物線直径

λ0: 中心使用波長

4.5: 統計的実証データ

2.4GHz13dBi バイポーラ全方向性 MIMO アンテナ - N タイプメスコネクタ

(2) 垂直無指向性アンテナの場合、次の式も近似計算に使用できます。

G(dBi)=10Lg{2L/λ0}

*注意：

L: アンテナ長

λ0: 中心使用波長

3. 電力の取得と送信

無線送信機から出力された高周波信号は、給電線（ケーブル）を介してアンテナに伝送され、アンテナから電磁波として放射されます。電磁波が受信場所に到着すると、アンテナで受信され（電力のごく一部のみが受信されます）、給電線を介して無線受信機に送信されます。したがって、無線ネットワーク工学では、送信デバイスの送信電力とアンテナの放射能力を計算することが非常に重要です。

電波の送信電力は、特定の周波数範囲内のエネルギーを指し、通常、次の XNUMX つの測定または測定基準があります。

電力 (W): 1 ワット (ワット) の線形レベルを基準にしています。

ゲイン (dBm): 1 ミリワット (ミリワット) の比例レベルに対する相対値。

→XNUMX つの式は相互に変換できます。

dBm=10xlog［電力mW］

mW=10^[ゲインdBm/10dBm]

無線システムでは、アンテナは電流波を電磁波に変換するために使用されます。変換プロセス中に、送信信号と受信信号が「増幅」されることもあります。このエネルギー増幅の尺度は「ゲイン」と呼ばれます。アンテナゲインの測定単位は「dBi」です。

無線システムにおける電磁波エネルギーは、送信デバイスの送信エネルギーとアンテナの増幅によって生成されるため、同じメトリックゲイン (dB) で送信エネルギーを測定することをお勧めします。送信デバイスは 100mW、または 20dBm。のゲインは 10dBi であるため、次のようになります。

総放射エネルギー = 放射電力 (dBm) + アンテナゲイン (dBi)

＝20dBm＋10dBi

＝30dBm

または： =1000mW＝1W