■十大网投正规信誉官网■十大网投靠谱平台 科技微波小課堂_?天線效率對通信距離的影響
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隨著無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)母咚匍_展,無線模塊的應用也越來越廣泛。無線模塊被廣泛的應用于遙控、無線抄表、身份識別、電子價簽、生物信號采集等領域中,因而對無線模塊的通信距離也提出了更高的要求。無線模塊傳輸距離主要受功率、接收靈敏度、天線等因素的影響。本文主要從天線的指標、分類兩個方面討論天線對無線模塊通信距離的影響。
射頻的目的是為了傳輸,計算傳輸距離時,估算自由空間傳輸通常都用公式:
Lfs (dB)=32.44+20lgd(km)+20lgf(MHz)
計算損耗。
如果天線有增益,還會算上天線增益dbi。
比如發(fā)射:pout-LFS+dBi即為自由空間到達接收端的功率值
這幾天看看天線相關的數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)自己忽略了天線的傳輸效率。
說到天線效率,不得不提匹配和回波損耗。
當饋線和天線共軛匹配時,能量全部被負載吸收,饋線上只有入射波,沒有反射波。
當天線和饋線不匹配時,也就是天線輸入阻抗不等于饋線特性阻抗時,負載只能吸收部分能量。
回波損耗 RL(dB)=10lg(輸入功率/反射功率)
例如上圖
回波損耗為10lg(10/1)=10dB
天線的效率表征天線的能量轉(zhuǎn)換效能,即天線的輻射功率Pr與輸入功率Pin的比值,稱之為天線效率。其數(shù)值恒小于1。
沒有輻射出去的能量一部分反射回去,一部分是天線自身的損耗。上圖所示,輻射效率=9W/10W*100%=90% 。
回波損耗是不常用的數(shù)據(jù),常用的數(shù)據(jù)是駐波比和反射系數(shù)
回波損耗RL=-20LG(Г) Г為反射系數(shù)
駐波比VSWR=(1+|Г|)/(1-|Г|)
他們的對應表如下
常用的鞭狀天線一般駐波比可以做到2以內(nèi),傳輸?shù)男士梢赃_到85%左右。
長距離通信的短波天線駐波比一般都控制在1.5以內(nèi),傳輸?shù)男士梢赃_到90%以上。
內(nèi)置手機天線的效率一般在40%左右。
4G、5G時代的多天線合一,天線的效率進一步降低,為了提升效率,出現(xiàn)了天線調(diào)諧提升天線效率。
總結(jié)
當下不管出于什么考慮(標準受限,功耗受限),發(fā)射功率不能無限增加,天線成為分析決通信最后一公里的最關鍵因素。