ขั้นตอนเดียว! สรุปสูตรการคำนวณทุกชนิด

https://www.whwireless.com/

ประมาณ8นาทีจะอ่านจบ

หลังจากแนะนำพารามิเตอร์ที่สำคัญต่างๆ ของ เสาอากาศ เราจะเข้าสู่พื้นที่ลึกซึ่งเป็นสูตรการคำนวณที่เกี่ยวข้องกับพารามิเตอร์ แต่ละสูตรจะนำมาซึ่งความสะดวกมากมายทั้งก่อนและหลังการติดตั้ง สรุปสูตรเหล่านี้ในฉบับนี้ ไม่เพียงแต่สามารถแก้ปัญหาต่างๆ ระหว่างการใช้งาน แต่ยังให้แนวคิดสำหรับการจัดวาง เสาอากาศ ที่ตามมาด้วย

เกนของเสาอากาศเป็นพารามิเตอร์ในการวัดระดับของทิศทางของแผนที่ทิศทางการแผ่รังสีของเสาอากาศ เสา อากาศกำลัง สูง จะให้ความสำคัญกับทิศทางเฉพาะของสัญญาณรังสี เกนของเสาอากาศเป็นปรากฏการณ์แฝง พลังงานไม่ได้เพิ่มขึ้นโดยเสาอากาศ แต่เพียงกระจายเพื่อให้พลังงานที่แผ่รังสีมากขึ้นในทิศทางที่แน่นอนกว่าเสาอากาศแบบไอโซโทรปิกอื่นๆ ที่ส่ง

↓ ต่อไปนี้เป็นสมการโดยประมาณสำหรับอัตราขยายของเสาอากาศ

เสาอากาศทั่วไป

G(dBi) = 10 Lg { 32000 / (2θ3dB,E × 2θ3dB,H)}

ในสูตร 2θ3dB,E และ 2θ3dB,H คือความกว้างของแผ่นเสาอากาศในระนาบหลักสองระนาบตามลำดับ 32000 เป็นข้อมูลเชิงสถิติเชิงประจักษ์

เสาอากาศพาราโบลา

G (dBi) = 10Lg{4.5×(D/λ0)2}

ในสูตร D คือเส้นผ่านศูนย์กลางของพาราโบลา λ0 คือความยาวคลื่นที่ทำงานตรงกลาง 4.5 เป็นข้อมูลเชิงสถิติเชิงประจักษ์

เสาอากาศ รอบทิศทางตั้งตรง

G(dBi) = 10 Lg { 2 L / λ0 }

ในสูตร L คือความยาวของเสาอากาศ λ0 คือความยาวคลื่นทำงานที่ศูนย์กลาง

สิ่งที่สำคัญที่สุดเกี่ยวกับการ ปรับ เสาอากาศ คือการปรับมุมเอียงลงอย่างละเอียด (ซึ่งสามารถแก้ปัญหาความครอบคลุมที่ไม่ชัดเจน การครอบคลุมที่ทับซ้อนกันได้ ฯลฯ) ต่อไปนี้เป็นการแนะนำวิธีการคำนวณมุมเอียงของเสาอากาศดั้งเดิมที่สุด

สูตรคำนวณเสาอากาศสำหรับพื้นที่จราจรสูง (เขตเมือง)

มุมเอียงของเสาอากาศ = อาร์คแท็ก (H/D) + มุมกำลังครึ่งแนวตั้ง / 2

สูตร เสาอากาศ พื้นที่บริการต่ำ (ในชนบท ชานเมือง ฯลฯ)

มุมจุ่มเสาอากาศ = arctag(H/D)

คำอธิบายพารามิเตอร์

(1) มุมเอียงเสาอากาศ: มุมระหว่างเสาอากาศกับทิศทางแนวตั้ง

(2) H: ความสูงของเสาอากาศ สามารถวัดได้โดยตรง

(3) D: รัศมีความครอบคลุมของเซลล์ โดยทั่วไปค่า D จะถูกกำหนดโดยการทดสอบบนถนน เพื่อให้มั่นใจว่าครอบคลุม ในการออกแบบจริง โดยทั่วไป D ควรมีขนาดใหญ่กว่าเพื่อให้แน่ใจว่าความครอบคลุมคาบเกี่ยวกันระหว่างเซลล์ข้างเคียง

(4) มุมครึ่งกำลังแนวตั้ง: มุมครึ่งกำลังแนวตั้งของเสาอากาศโดยทั่วไป 10 องศา

ไดอะแกรมทิศทางอัตราส่วนของค่าสูงสุดของแผ่นพับด้านหน้าและด้านหลังเรียกว่าอัตราส่วนด้านหน้าและด้านหลังซึ่งบันทึกเป็น F / B . ก่อนและหลังที่ใหญ่กว่าเสาอากาศหลังการแผ่รังสี (หรือการรับ) จะเล็กกว่า ก่อนและหลังอัตราส่วนของ F / B นั้นง่ายมากในการคำนวณ:

F / B = 10 Lg {(ความหนาแน่นของพลังงานไปข้างหน้า) / (ความหนาแน่นของพลังงานย้อนหลัง)}

คำอธิบายพารามิเตอร์: ข้อกำหนด F / B อัตราส่วนหน้าต่อหลังของเสาอากาศ ค่าทั่วไปคือ (18 ~ 30) dB สถานการณ์พิเศษต้องสูงถึง (35 ~ 40) dB

อัตราส่วนของแรงดันสัญญาณและกระแสสัญญาณที่อินพุตของเสาอากาศเรียกว่าอิมพีแดนซ์อินพุตของเสาอากาศ อิมพีแดนซ์อินพุตมีองค์ประกอบความต้านทาน Rin และองค์ประกอบรีแอกแตนซ์ Xin นั่นคือ

ซิน = ริน + เจ ซิน

การมีอยู่ของส่วนประกอบรีแอกแตนซ์จะลดเสาอากาศจากสายป้อนไปยังการแยกกำลังสัญญาณ ดังนั้น ต้องทำให้ส่วนประกอบรีแอกแตนซ์มีค่าเป็นศูนย์มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ นั่นคือ อิมพีแดนซ์อินพุตเสาอากาศควรมีค่าความต้านทานที่บริสุทธิ์ที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้

ในความเป็นจริง แม้ว่าเสาอากาศจะได้รับการออกแบบและใช้งานมาอย่างดี อิมพีแดนซ์อินพุตจะมีค่าส่วนประกอบรีแอกแตนซ์เล็กน้อยเสมอ โครงสร้างอิมพีแดนซ์อินพุตและเสาอากาศ ขนาดและความยาวคลื่น ออสซิลเลเตอร์สมมาตรครึ่งคลื่นเป็นเสาอากาศพื้นฐานที่สำคัญที่สุด

อิมพีแดนซ์อินพุตคือ Zin = 73.1 + j42.5 (โอห์ม)

เมื่อความยาวสั้นลง (3-5)% ส่วนประกอบรีแอกแตนซ์จะถูกกำจัดออก เพื่อให้อิมพีแดนซ์อินพุตของเสาอากาศมีความต้านทานบริสุทธิ์ จากนั้นอิมพีแดนซ์อินพุตคือ Zin = 73.1 โอห์ม (ระบุ 75 โอห์ม) พูดอย่างเคร่งครัด อิมพีแดนซ์อินพุตเสาอากาศต้านทานล้วนสำหรับความถี่จุดเท่านั้น อย่างไรก็ตาม อิมพีแดนซ์อินพุตของออสซิลเลเตอร์พับครึ่งคลื่นเป็นสี่เท่าของออสซิลเลเตอร์สมมาตรครึ่งคลื่น นั่นคือ Zin = 280 โอห์ม (ค่า 300 โอห์ม)

อัตราส่วนของแรงดันต่อกระแสที่ตำแหน่งต่างๆ บนสายส่งที่มีความยาวไม่จำกัดถูกกำหนดเป็นอิมพีแดนซ์เฉพาะของ สายส่ง และแสดงโดย Z สูตรสำหรับคำนวณอิมพีแดนซ์เฉพาะของสายโคแอกเซียลคือ

Z. = [60/√εr] × บันทึก ( D/d ) [ohm

ในสูตร D คือเส้นผ่านศูนย์กลางภายในของเครือข่ายทองแดงของตัวนำด้านนอกของสายโคแอกเซียล d คือเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกของแกนสายเคเบิลโคแอกเซียล εr คือค่าคงที่ไดอิเล็กตริกสัมพัทธ์ของตัวกลางที่เป็นฉนวนระหว่างตัวนำ หมายเหตุ: โดยปกติ Z = 50 โอห์มก็มี Z ด้วย = 75 โอห์ม

จากสูตรข้างต้น จะเห็นได้ง่ายว่าอิมพีแดนซ์ลักษณะเฉพาะของสายป้อนสัมพันธ์กับเส้นผ่านศูนย์กลางตัวนำ D และ d และค่าคงที่ไดอิเล็กตริก εr ระหว่างตัวนำเท่านั้น แต่ไม่รวมถึงความยาวสายป้อน ความถี่ในการทำงาน และความต้านทานโหลดที่เชื่อมต่อ ไปที่ขั้วสายป้อน

การส่งสัญญาณ ในตัวป้อนนอกเหนือจากการสูญเสียความต้านทานของตัวนำแล้วยังมีการสูญเสียอิเล็กทริกของวัสดุฉนวน ความสูญเสียทั้งสองนี้เพิ่มขึ้นตามความยาวของตัวป้อนและความถี่ในการทำงานที่เพิ่มขึ้น ดังนั้น เลย์เอาต์ที่เหมาะสมควรสั้นที่สุดเพื่อลดความยาวของตัวป้อน

ขนาดของการสูญเสียต่อความยาวหน่วยแสดงโดยสัมประสิทธิ์การลดทอน β ซึ่งมีหน่วยเป็น dB / m (เดซิเบล / เมตร) หน่วยตามข้อกำหนดทางเทคนิคของสายเคเบิลส่วนใหญ่ใช้ dB / 100m (เดซิเบล / ร้อยเมตร)

ให้กำลังไฟฟ้าเข้าไปยังตัวป้อนคือ P1 กำลังเอาต์พุตจากความยาวของตัวป้อน L (ม.) คือ P2 การสูญเสียการส่งผ่าน TL สามารถแสดงได้ดังนี้

TL = 10 × Lg ( P1 /P2 ) ( เดซิเบล )

ค่าสัมประสิทธิ์การลดทอนคือ: β = TL / L ( dB / m )

ในกรณีที่ไม่ตรงกัน ทั้งเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นและคลื่นสะท้อนกลับมีอยู่ในสายป้อน ในสถานที่ที่เหตุการณ์และคลื่นสะท้อนอยู่ในเฟสเดียวกัน แอมพลิจูดของแรงดันไฟฟ้ารวมกันเป็นแอมพลิจูดแรงดันไฟฟ้าสูงสุด Vmax ก่อตัวเป็นเว็บคลื่น ขณะอยู่ที่จุดที่ตกกระทบและคลื่นสะท้อนอยู่ในเฟสตรงข้าม แอมพลิจูดของแรงดันลบกับแอมพลิจูดแรงดันไฟต่ำสุด Vmin ก่อตัวเป็นโหนดคลื่น ค่าแอมพลิจูดของจุดอื่นๆ อยู่ระหว่างท้องคลื่นและโหนดคลื่น คลื่นสังเคราะห์นี้เรียกว่าคลื่นนิ่ง

A อัตราส่วนของแรงดันคลื่นสะท้อนและแอมพลิจูดของแรงดันคลื่นตกกระทบเรียกว่าสัมประสิทธิ์การสะท้อน ซึ่งระบุเป็น R

R = แอมพลิจูดคลื่นสะท้อน / แอมพลิจูดของคลื่นตกกระทบ = (ZL - Z0) / (ZL ​​+ Z0 )

ประการที่สองอัตราส่วนของแรงดันท้องคลื่นต่อแอมพลิจูดแรงดันของส่วนคลื่นเรียกว่าสัมประสิทธิ์คลื่นนิ่งหรือที่เรียกว่าอัตราส่วนคลื่นแรงดันคงที่ซึ่งตั้งข้อสังเกตว่า VSWR : VSWR = แอมพลิจูดแรงดันท้องคลื่น

VSWR = Vmax / Vmin = (1 + R) / (1-R)

ยิ่งอิมพีแดนซ์โหลดของเทอร์มินัล ZL และอิมพีแดนซ์ลักษณะเฉพาะ Z0 ใกล้เคียงกัน ค่าสัมประสิทธิ์การสะท้อน R ยิ่งน้อย VSWR ยิ่งใกล้ 1 มากเท่านั้น และการจับคู่ยิ่งดี

https://www.whwireless.com/