În această pagină vom prezenta un alt parametru fundamental al antenei: câștigul de antenă.
Câștig de antenă
Termenul câștig de antenă descrie câtă putere este transmisă în direcția de vârf a radiației față de cea a unei surse izotrope. Câștigul anteneieste mai frecvent citat decât directivitateaîn fișa de specificații a unei antene, deoarece ia în considerare pierderile reale care apar.
O antenă de emisie cu un câștig de 3 dB înseamnă că puterea primită departe de antenă va fi cu 3 dB mai mare (de două ori mai mare) decât cea care ar fi primită de la o antenă izotropă fără pierderi cu aceeași putere de intrare. Rețineți că o antenă fără pierderi ar fi o antenă cu o eficiență de antenă de 0 dB (sau 100%). În mod similar, o antenă de recepție cu un câștig de 3 dB într-o anumită direcție ar primi cu 3 dB mai multă putere decât o antenă izotropă fără pierderi.
Câștigul antenei este uneori discutat ca o funcție de unghi. În acest caz, în esență, reprezentăm grafic modelul de radiație, unde unitățile (sau magnitudinea modelului) sunt măsurate în câștig de antenă. Un exemplu de diagramă de radiație trasată în termeni de câștig este prezentat în figura 1:
Figura 1. Exemplu de diagramă de câștig pentru o antenă.
Cu toate acestea, cel mai adesea este citat un singur număr, câștigul este „câștigul de vârf” pe toate direcțiile. Câștigul antenei (G) poate fi corelat cu directivitatea (D) și eficiența antenei prin:
 |
|---|
Câștigul unei antene reale poate fi de până la 40-50 dB pentru antene parabolice foarte mari (deși acest lucru este rar). Directivitatea poate fi de până la 1,76 dB pentru o antenă reală (exemplu: antenă dipol scurtă), dar teoretic nu poate fi niciodată mai mică de 0 dB. Cu toate acestea, câștigul de vârf al unei antene poate fi arbitrar de scăzut din cauza pierderilor sau a eficienței scăzute. Antenele mici din punct de vedere electric (mici în raport cu lungimea de undă a frecvenței la care funcționează antena)pot fi foarte ineficiente, cu câștiguri de antenă mai mici de -10 dB (chiar și fără a ține cont de pierderile de nepotrivire a impedanței).
Este avantajoasă o antenă cu câștig ridicat?
De multe ori producătorii de antene (fie că sunt antene wifi, antene gps sau antene tv) specifică câștigul antenei. De exemplu, producătorii de antene wifi pot comercializa antena wifi ca fiind o „antenă cu câștig ridicat”, care este mai scumpă decât o antenă similară cu câștig scăzut. Întrebarea este: ne dorim un câștig ridicat?
Răspunsul este: depinde. Dacă știți exact de unde vine semnalul dorit, ați dori să aveți un câștig maxim (spre direcția dorită). Cu toate acestea, dacă nu știți de unde va veni semnalul dorit, este mai bine să aveți o antenă cu câștig scăzut. Câteva exemple vor clarifica acest lucru.
{ Exemplul #1 } – Antene TV. Dacă montați o antenă TV pe acoperișul dvs. și știți că antenele de difuzare TV sunt la sud (de exemplu, pe vreun deal la sud de oraș), atunci este de preferat să aveți o antenă cu câștig mare. Sunt preferate antenele cu un câștig de cel puțin 12-15 dB.
{ Exemplul #2 } – GPS (Global Positioning System). Antenele GPS pentru dispozitive mobile sunt numai de recepție. Sarcina antenei gps este de a vă triangula poziția prin măsurarea semnalului primit de la mai mulți sateliți gps, care se află toți în direcții diferite în raport cu antena de recepție. Pentru acest caz, o antenă foarte direcțională nu ar fi de preferat.
{ Exemplul #3 } – Antene mobile celulare. Antena celulară de pe smartphone-ul dumneavoastră comunică cu un singur turn de rețea celulară. Cu toate acestea, antena celulară poate fi ținută în orice orientare și se poate afla în orice poziție în raport cu turnul de rețea. Prin urmare, pentru dispozitivul dvs. mobil, este de preferat să aveți o antenă cu câștig redus.
O notă privind unitățile pentru câștigul antenei
Dacă vă uitați la fișa de specificații pentru o antenă, veți vedea de obicei unitățile pentru câștigul antenei listate în dB, dBi sau dBd. Definesc acești termeni mai jos:
dB – decibeli, așa cum am discutat. 10 dB înseamnă de 10 ori mai multă energie în raport cu o antenă izotropă în direcția de vârf a radiației.
dBi – „decibeli în raport cu o antenă izotropă”. Acesta este același lucru cu dB, așa cum l-am folosit până acum. 3 dBi înseamnă de două ori (2x) puterea în raport cu o antenă izotropă în direcția de vârf.
dBd – „decibeli în raport cu o antenă dipolară”. Rețineți că o antenă dipol pe jumătate de lungime de undă are un câștig de 2,15 dBi. Prin urmare, 7,85 dBd înseamnă că câștigul de vârf este cu 7,85 dB mai mare decât cel al unei antene dipol; acest lucru este cu 10 dB mai mare decât cel al unei antene izotrope.
Noțiuni de bază despre antene
Tutorial de antene (Acasă)