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天线效率对通信距离的影响 [复制链接]

 

射频的目的是为了传输,计算传输距离时,我们估算自由空间传输通常都用公式:

Lfs (dB)=32.44+20lgd(km)+20lgf(MHz)

计算损耗。

如果天线有增益,还会算上天线增益dbi。

比如发射:pout-LFS+dBi即为自由空间到达接收端的功率值 233557tqjevvxvo3zk46vk.png

我是做电路的,对天线理解不多,以为这就估算好了

这几天看看天线相关的数据,发现自己忽略了天线的传输效率。

233557zmblwzz71abjh7qq.png

233557p49twm7f4fl7psd9.jpg

说到天线效率,不得不提匹配和回波损耗。

当馈线和天线共轭匹配时,能量全部被负载吸收,馈线上只有入射波,没有反射波。

当天线和馈线不匹配时,也就是天线输入阻抗不等于馈线特性阻抗时,负载只能吸收部分能量。

回波损耗 RL(dB)=10lg(输入功率/反射功率)

例如上图

回波损耗为10lg(10/1)=10dB

天线的效率表征天线的能量转换效能,即天线的辐射功率Pr与输入功率Pin的比值,称之为天线效率。其数值恒小于1。

没有辐射出去的能量一部分反射回去,一部分是天线自身的损耗。上图所示,辐射效率=9W/10W*100%=90% 。

回波损耗是不常用的数据,常用的数据是驻波比和反射系数

回波损耗RL=-20LG(Г) Г为反射系数

驻波比VSWR=(1+|Г|)/(1-|Г|)

他们的对应表如下

233557y2xfanb5444p2tfa.png

常用的鞭状天线一般驻波比可以做到2以内,传输的效率可以达到85%左右。

长距离通信的短波天线驻波比一般都控制在1.5以内,传输的效率可以达到90%以上。

内置手机天线的效率一般在40%左右。

4G、5G时代的多天线合一,天线的效率进一步降低,为了提升效率,出现了天线调谐提升天线效率。

总结

当下不管出于什么考虑(标准受限,功耗受限),发射功率不能无限增加,天线成为了解决通信最后一公里的最关键因素。

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天线还有个方向增益  详情 回复 发表于 2023-7-25 11:46
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天线还有个方向增益
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最近搞这个  遇水搭桥、、四处寻觅资料参考文献 、、空了来分享一下、、  详情 回复 发表于 2023-7-25 20:53
 
 

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chem11 发表于 2023-7-25 11:46 天线还有个方向增益

最近搞这个  遇水搭桥、、四处寻觅资料参考文献 、、空了来分享一下、、

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