Ezen az oldalon egy másik alapvető antenna paramétert mutatunk be: az antennaerősítést.
Antennaerősítés
Az antennaerősítés kifejezés azt írja le, hogy egy izotróp forráshoz képest mekkora teljesítményt sugároz a sugárzás csúcsának irányában. Az antennaerősítés gyakrabban szerepel az antenna specifikációs lapján, mint az irányíthatóság, mivel figyelembe veszi a ténylegesen fellépő veszteségeket.
A 3 dB-es erősítésű adóantenna azt jelenti, hogy az antennától távolabb vett teljesítmény 3 dB-lel nagyobb (kétszer akkora) lesz, mint amit egy veszteségmentes izotróp antenna fogadna azonos bemeneti teljesítmény mellett. Megjegyzendő, hogy a veszteségmentes antenna olyan antenna lenne, amelynek antennahatékonysága 0 dB (vagy 100%). Hasonlóképpen, egy adott irányban 3 dB-es erősítésű vételi antenna 3 dB-lel nagyobb teljesítményt kapna, mint egy veszteségmentes izotróp antenna.
Az antennaerősítést néha a szög függvényében tárgyalják. Ebben az esetben lényegében a sugárzási mintázatot ábrázoljuk, ahol az egységeket (vagy a mintázat nagyságát) antennaerősítésben mérjük. A sugárzási mintázatnak az erősítés szempontjából ábrázolt példája az 1. ábrán látható:
1. ábra. Példa egy antenna erősítési mintázatára.
Gyakrabban azonban egyetlen számot adnak meg, az erősítés az összes irányban mért “csúcserősítés”. Az antenna erősítése (G) az alábbiak szerint hozható összefüggésbe az irányíthatósággal (D) és az antenna hatásfokával:
 |
|---|
A valós antenna erősítése a nagyon nagy tányérantennák esetében akár 40-50 dB is lehet (bár ez ritka). Az irányíthatóság egy valós antenna esetében (példa: rövid dipólusantenna) akár 1,76 dB is lehet, de elméletileg soha nem lehet 0 dB-nél kisebb. Az antenna csúcserősítése azonban a veszteségek vagy az alacsony hatásfok miatt tetszőlegesen alacsony lehet. Az elektromosan kicsi (az antenna által használt frekvencia hullámhosszához képest kicsi) antennák nagyon rossz hatásfokúak lehetnek, -10 dB-nél kisebb antenna nyereséggel (még az impedancia-eltérési veszteségek figyelembevétele nélkül is).
A nagy nyereségű antenna előnyös?
Az antennák (legyen az wifi antenna, gps antenna vagy tv antenna) gyártói gyakran megadják az antenna nyereségét. A wifi antennák gyártói például “nagy nyereségű antennaként” forgalmazhatják a wifi antennát, amely drágább, mint egy hasonló, kis nyereségű antenna. A kérdés az: akarunk-e nagy nyereséget?
A válasz: attól függ. Ha pontosan tudod, hogy honnan jön a kívánt jel, akkor maximális erősítést szeretnél (a kívánt) irányba. Ha azonban nem tudja, hogy a kívánt jel honnan fog érkezni, akkor jobb, ha alacsony nyereségű antennával rendelkezik. Néhány példa világossá teszi ezt.
{ Example #1 } – TV antennák. Ha TV-antennát szerel a tetőre, és tudja, hogy a TV-antennák déli irányban vannak (például a várostól délre lévő dombon), akkor inkább nagy nyereségű antennát válasszon. A legalább 12-15 dB erősítésű antennák előnyösek.
{ Példa #2 } – GPS (globális helymeghatározó rendszer). A mobil eszközök GPS-antennái csak vételre alkalmasak. A gps-antenna feladata a pozíció háromszögelése a több gps-szatellitről érkező jelek mérésével, amelyek mind különböző irányban vannak a vételi antennához képest. Ebben az esetben egy nagyon erősen irányított antenna nem előnyös.
{ Example #3 } – Mobil cellás antennák. Az okostelefonon lévő mobilantenna egyetlen mobilhálózati toronnyal kommunikál. A mobilantenna azonban bármilyen tájolásban tartható, és bármilyen helyzetben lehet a hálózati toronyhoz képest. Ezért mobilkészüléke számára előnyösebb az alacsony nyereségű antenna.
Megjegyzés az antennaerősítés mértékegységeiről
Ha megnézi egy antenna specifikációs lapját, akkor általában dB, dBi vagy dBd egységekben látja az antennaerősítés mértékegységeit. Az alábbiakban definiálom ezeket a kifejezéseket:
dB – decibel, ahogyan azt már tárgyaltuk. A 10 dB egy izotróp antennához képest 10-szeres energiát jelent a sugárzás csúcsirányában.
dBi – “decibel egy izotróp antennához képest”. Ez ugyanaz, mint az általunk használt dB. A 3 dBi kétszeres (2x) teljesítményt jelent egy izotróp antennához képest a sugárzás csúcsirányában.
dBd – “decibel egy dipólus antennához képest”. Megjegyezzük, hogy egy fél hullámhosszú dipólusantenna erősítése 2,15 dBi. Ezért a 7,85 dBd azt jelenti, hogy a csúcserősítés 7,85 dB-lel nagyobb, mint egy dipólusantennánál; ez 10 dB-lel nagyobb, mint egy izotróp antennánál.
Antenna oktatóanyag (Főoldal)