Na této stránce si představíme další základní parametr antény: zisk antény.
Zisk antény
Termín zisk antény popisuje, jak velký výkon je přenášen ve směru špičkového vyzařování vůči izotropnímu zdroji. Zisk antényse ve specifikačním listu antény uvádí častěji než směrovost, protože zohledňuje skutečné ztráty, ke kterým dochází.
Vysílací anténa se ziskem 3 dB znamená, že výkon přijímaný daleko od antény bude o 3 dB vyšší (dvakrát větší), než jaký by byl přijímán z bezeztrátové izotropní antény se stejným vstupním výkonem. Všimněte si, že bezeztrátová anténa by byla anténa s účinností 0 dB (nebo 100 %). Podobně by přijímací anténa se ziskem 3 dB v určitém směru přijímala o 3 dB větší výkon než bezeztrátová izotropní anténa.
Zisk antény se někdy diskutuje jako funkce úhlu. V tomto případě v podstatě vykreslujeme vyzařovací diagram, kde se jednotky (nebo velikost diagramu) měří v zisku antény. Příklad vyzařovacího diagramu vyneseného v závislosti na zisku je uveden na obrázku 1:
Obrázek 1. Příklad vyzařovacího diagramu pro anténu.
Častěji se však uvádí jediné číslo zisk je „špičkový zisk“ ve všech směrech. Zisk antény (G) lze vztáhnout ke směrovosti (D) a účinnosti antény pomocí:
 |
|---|
Zisk skutečné antény může být až 40-50 dB u velmi velkých parabol (i když je to vzácné). Směrovost může být u skutečné antény až 1,76 dB (příklad: krátká dipólová anténa), ale teoreticky nemůže být nikdy menší než 0 dB. Špičkový zisk antény však může být libovolně nízký kvůli ztrátám nebo nízké účinnosti. Elektricky malé antény (malé vzhledem k vlnové délce kmitočtu, na kterém anténa pracuje) mohou být velmi neúčinné, se ziskem antény nižším než -10 dB (i bez započítání ztrát z impedančního nesouladu).
Je anténa s vysokým ziskem výhodná?
Často výrobci antén (ať už jde o wifi antény, gps antény nebo televizní antény) udávají zisk antény. Například výrobci antén wifi mohou prodávat anténu wifi jako „anténu s vysokým ziskem“, která je dražší než podobná anténa s nízkým ziskem. Otázka zní: „Chceme vysoký zisk?“
Odpověď zní: záleží na tom. Pokud přesně víte, odkud přichází požadovaný signál, chtěli byste mít maximální zisk (směrem k požadovanému) směru. Pokud však nevíte, odkud bude požadovaný signál přicházet, je lepší mít anténu s nízkým ziskem. Několik příkladů vám to objasní.
{ Příklad č. 1 } – Televizní antény. Pokud montujete televizní anténu na střechu a víte, že antény televizního vysílání jsou na jihu (například na nějakém kopci jižně od města), pak je výhodnější mít anténu s vysokým ziskem. Výhodnější jsou antény se ziskem alespoň 12-15 dB.
{ Příklad č. 2 } – GPS (globální polohový systém). Antény GPS pro mobilní zařízení jsou pouze přijímací. Úkolem antény gps je triangulovat vaši polohu měřením přijímaného signálu z několika satelitů gps, které se nacházejí v různých směrech vzhledem k přijímací anténě. Pro tento případ by nebyla vhodnější velmi silně směrová anténa.
{ Příklad #3 } – Mobilní mobilní antény. Mobilní anténa na smartphonu komunikuje s jednou věží mobilní sítě. Mobilní anténa však může být držena v libovolné orientaci a může se nacházet v libovolné poloze vzhledem k věži sítě. Proto je pro vaše mobilní zařízení vhodnější anténa s nízkým ziskem.
Poznámka k jednotkám pro zisk antény
Podíváte-li se na specifikační list antény, obvykle uvidíte jednotky pro zisk antény uvedené v dB, dBi nebo dBd. Tyto pojmy definuji níže:
dB – decibely, jak jsme o nich hovořili. 10 dB znamená desetinásobek energie vzhledem k izotropní anténě ve špičkovém směru vyzařování.
dBi – „decibely vzhledem k izotropní anténě“. To je totéž jako dB, jak jsme ho používali. 3 dBi znamená dvojnásobný (2x) výkon vzhledem k izotropní anténě ve směru špičky.
dBd – „decibely vzhledem k dipólové anténě“. Všimněte si, že dipólová anténa o poloviční vlnové délce má zisk 2,15 dBi. Proto 7,85 dBd znamená, že špičkový zisk je o 7,85 dB vyšší než u dipólové antény; to je o 10 dB více než u izotropní antény.
Základy antén
Výukový kurz o anténách (Home)