ข่าว - หลักการของอัตราขยายเสาอากาศ วิธีการคำนวณอัตราขยายเสาอากาศ

อัตราขยายของเสาอากาศ หมายถึง กำลังส่งที่แผ่กระจายออกมาจากเสาอากาศในทิศทางเฉพาะ เมื่อเทียบกับเสาอากาศแบบจุดกำเนิดในอุดมคติ มันแสดงถึงความสามารถในการแผ่รังสีของเสาอากาศในทิศทางเฉพาะนั้น กล่าวคือ ประสิทธิภาพในการรับหรือส่งสัญญาณของเสาอากาศในทิศทางนั้น ยิ่งอัตราขยายของเสาอากาศสูงเท่าไร เสาอากาศก็จะยิ่งทำงานได้ดีขึ้นในทิศทางเฉพาะนั้น และสามารถรับหรือส่งสัญญาณได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น อัตราขยายของเสาอากาศมักแสดงในหน่วยเดซิเบล (dB) และเป็นหนึ่งในตัวชี้วัดที่สำคัญสำหรับการประเมินประสิทธิภาพของเสาอากาศ

ต่อไป ผมจะพาคุณไปทำความเข้าใจหลักการพื้นฐานของอัตราขยายเสาอากาศ และวิธีการคำนวณอัตราขยายเสาอากาศ เป็นต้น

1. หลักการขยายสัญญาณของเสาอากาศ

ในทางทฤษฎีแล้ว อัตราขยายของเสาอากาศคืออัตราส่วนของความหนาแน่นของกำลังสัญญาณที่สร้างขึ้นโดยเสาอากาศจริงและเสาอากาศแหล่งกำเนิดจุดในอุดมคติ ณ ตำแหน่งหนึ่งในอวกาศ ภายใต้กำลังไฟฟ้าขาเข้าเดียวกัน แนวคิดของเสาอากาศแหล่งกำเนิดจุดถูกกล่าวถึงในที่นี้ มันคืออะไร? ในความเป็นจริง มันคือเสาอากาศที่ผู้คนจินตนาการว่าปล่อยสัญญาณอย่างสม่ำเสมอ และรูปแบบการแผ่รังสีของสัญญาณจะเป็นทรงกลมที่กระจายอย่างสม่ำเสมอ ในความเป็นจริง เสาอากาศมีทิศทางการขยายสัญญาณจากการแผ่รังสี (ต่อไปนี้เรียกว่าพื้นผิวการแผ่รังสี) สัญญาณบนพื้นผิวการแผ่รังสีจะแรงกว่าค่าการแผ่รังสีของเสาอากาศแหล่งกำเนิดจุดในทางทฤษฎี ในขณะที่การแผ่รังสีของสัญญาณในทิศทางอื่นจะอ่อนลง การเปรียบเทียบระหว่างค่าจริงและค่าทางทฤษฎีในที่นี้คืออัตราขยายของเสาอากาศ

ภาพแสดงให้เห็นอาร์เอ็ม-เอสจีเอ42-10โมเดลผลิตภัณฑ์ รับข้อมูล

เป็นที่น่าสังเกตว่าเสาอากาศแบบพาสซีฟที่คนทั่วไปพบเห็นนั้น ไม่เพียงแต่ไม่ช่วยเพิ่มกำลังส่ง แต่ยังสิ้นเปลืองกำลังส่งอีกด้วย เหตุผลที่ยังถือว่ามีอัตราขยายก็เพราะว่าต้องเสียสละทิศทางอื่นๆ เพื่อให้การแผ่รังสีไปในทิศทางที่จำกัด และเพื่อเพิ่มอัตราการใช้สัญญาณให้ดีขึ้น

2. การคำนวณอัตราขยายของเสาอากาศ

อัตราขยายของเสาอากาศนั้นแสดงถึงระดับความเข้มข้นของการแผ่รังสีพลังงานไร้สาย ดังนั้นจึงมีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับรูปแบบการแผ่รังสีของเสาอากาศ โดยทั่วไปแล้ว ยิ่งกลีบหลักแคบลงและกลีบข้างในรูปแบบการแผ่รังสีของเสาอากาศมีขนาดเล็กลงเท่าใด อัตราขยายก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น แล้วจะคำนวณอัตราขยายของเสาอากาศได้อย่างไร? สำหรับเสาอากาศทั่วไป สามารถใช้สูตร G (dBi) = 10Lg {32000/(2θ3dB, E × 2θ3dB, H)} ในการประมาณอัตราขยายได้
2θ3dB, E และ 2θ3dB, H คือความกว้างของลำแสงของเสาอากาศบนระนาบหลักทั้งสองตามลำดับ; 32000 คือข้อมูลเชิงประจักษ์ทางสถิติ

แล้วถ้าเครื่องส่งสัญญาณไร้สายขนาด 100 มิลลิวัตต์ ติดตั้งเสาอากาศที่มีอัตราขยาย +3 เดซิเบล จะหมายความว่าอย่างไร? ขั้นแรก ให้แปลงกำลังส่งเป็นอัตราขยายสัญญาณในหน่วยเดซิเบลเมตร วิธีการคำนวณคือ:

100mw=10lg100=20dbm

จากนั้นคำนวณกำลังส่งทั้งหมด ซึ่งเท่ากับผลรวมของกำลังส่งและอัตราขยายของเสาอากาศ วิธีการคำนวณมีดังนี้:

20dbm + 3dbm = 23dbm

สุดท้ายนี้ กำลังส่งเทียบเท่าจะถูกคำนวณใหม่ดังนี้:

10^（23/10）≈200mw

กล่าวอีกนัยหนึ่ง เสาอากาศที่มีอัตราขยาย +3dbi สามารถเพิ่มกำลังส่งเทียบเท่าเป็นสองเท่าได้

3. เสาอากาศแบบเกนทั่วไป

เสาอากาศของเราเตอร์ไร้สายทั่วไปเป็นเสาอากาศแบบรอบทิศทาง พื้นผิวการแผ่รังสีจะอยู่บนระนาบแนวนอนที่ตั้งฉากกับเสาอากาศ ซึ่งเป็นบริเวณที่มีการแผ่รังสีสูงสุด ในขณะที่การแผ่รังสีเหนือส่วนบนและใต้ส่วนล่างของเสาอากาศจะอ่อนลงอย่างมาก เปรียบเสมือนการเอาไม้เบสบอลมาบีบให้แบนลงเล็กน้อย

อัตราขยายของเสาอากาศเป็นเพียงการ "ปรับแต่ง" สัญญาณ และขนาดของอัตราขยายบ่งบอกถึงอัตราการใช้ประโยชน์ของสัญญาณ

นอกจากนี้ยังมีเสาอากาศแบบแผ่นทั่วไป ซึ่งโดยปกติจะเป็นเสาอากาศแบบทิศทาง พื้นผิวการแผ่รังสีของมันจะอยู่ในบริเวณรูปพัดที่อยู่ตรงหน้าแผ่นโดยตรง และสัญญาณในบริเวณอื่นๆ จะอ่อนลงอย่างมาก คล้ายกับการติดฝาครอบสปอตไลท์ให้กับหลอดไฟ

โดยสรุป เสาอากาศที่มีอัตราขยายสูงมีข้อดีคือระยะการส่งสัญญาณไกลกว่าและคุณภาพสัญญาณดีกว่า แต่ต้องแลกมาด้วยการแผ่รังสีในทิศทางเฉพาะที่ลดลง (โดยปกติจะเป็นทิศทางที่สูญเปล่า) ส่วนเสาอากาศที่มีอัตราขยายต่ำโดยทั่วไปจะมีช่วงการส่งสัญญาณในทิศทางกว้าง แต่ระยะการส่งสัญญาณสั้น เมื่อผลิตภัณฑ์ไร้สายออกจากโรงงาน ผู้ผลิตมักจะกำหนดค่าตามสถานการณ์การใช้งาน

ฉันขอแนะนำผลิตภัณฑ์เสาอากาศคุณภาพดีเพิ่มเติมอีกสองสามรุ่นให้ทุกท่านได้ลองใช้: