Dinge, die Sie über Antennengewinne wissen sollten

"Der Begriff Antennenverstärkung beschreibt, wie viel Leistung in Richtung der Spitzenstrahlung auf die einer isotropen Quelle übertragen wird. ----- FMUSER "

#Antennengewinn
Die Antennengewinn beschreibt, wie viel Leistung in Richtung der Spitzenstrahlung auf die einer isotropen Quelle übertragen wird. Der Antennengewinn wird im Datenblatt einer Antenne häufiger als die Richtwirkung angegeben, da er die tatsächlich auftretenden Verluste berücksichtigt.

Eine Sendeantenne mit einer Verstärkung von 3 dB bedeutet, dass die empfangene Leistung weit von der Antenne ist 3 dB höher (doppelt so hoch) als das, was von einer verlustfreien isotropen Antenne mit derselben Eingangsleistung empfangen würde. Beachten Sie, dass eine verlustfreie Antenne eine Antenne mit einem Antennenwirkungsgrad von 0 dB (oder 100%) ist. In ähnlicher Weise würde eine Empfangsantenne mit einer Verstärkung von 3 dB in einer bestimmten Richtung 3 dB mehr Leistung empfangen als eine verlustfreie isotrope Antenne.

Die Antennenverstärkung wird manchmal als Funktion des Winkels diskutiert. In diesem Fall zeichnen wir im Wesentlichen das Strahlungsmuster auf, wobei die Einheiten (oder die Größe des Musters) als Antennengewinn gemessen werden.

Siehe auch: >> Was ist der Unterschied zwischen "dB", "dBm" und "dBi"? 

Wenn jedoch häufiger eine einzelne Zahl angegeben wird, ist die Verstärkung die "Spitzenverstärkung" über alle Richtungen. Die Antennenverstärkung (G) kann mit der Richtwirkung (D) und der Antenneneffizienz in Beziehung gesetzt werden durch:

Der Gewinn einer echten Antenne kann bei sehr großen Antennen bis zu 40-50 dB betragen (obwohl dies selten ist). Die Richtwirkung kann für eine echte Antenne nur 1.76 dB betragen (Beispiel: kurze Dipolantenne), theoretisch jedoch nie weniger als 0 dB. Der Spitzengewinn einer Antenne kann jedoch aufgrund von Verlusten oder geringem Wirkungsgrad beliebig niedrig sein. Elektrisch kleine Antennen (klein im Verhältnis zur Wellenlänge der Frequenz dass die Antenne mit arbeitet) kann sehr ineffizient sein, mit Antennengewinnen von weniger als -10 dB (auch ohne Berücksichtigung von Impedanzfehlanpassungsverlusten).

#Ist eine High-Gain-Antenne von Vorteil?
Häufig geben Hersteller von Antennen (seien es WLAN-Antennen, GPS-Antennen oder TV-Antennen) den Antennengewinn an. Beispielsweise können Hersteller von WLAN-Antennen die WLAN-Antenne als "Antenne mit hoher Verstärkung" vermarkten, was teurer ist als eine ähnliche Antenne mit niedriger Verstärkung. Die Frage ist: Wollen wir einen hohen Gewinn?

Siehe auch: >> Ist mehr Antennengewinn besser?

Die Antwort lautet: es kommt darauf an. Wenn Sie genau wissen, woher Ihr gewünschtes Signal kommt, möchten Sie eine maximale Verstärkung (in Richtung der gewünschten) haben. Wenn Sie jedoch nicht wissen, woher das gewünschte Signal kommt, ist es besser, eine Antenne mit geringer Verstärkung zu haben. Ein Paar 

Beispiele werden dies deutlich machen.

{ Beispiel 1 } - Fernsehantennen. Wenn Sie eine Fernsehantenne auf Ihrem Dach montieren und wissen, dass sich die Fernsehantennen im Süden befinden (z. B. auf einem Hügel südlich der Stadt), wird eine Antenne mit hoher Verstärkung bevorzugt. Antennen mit einer Verstärkung von mindestens 12-15 dB werden bevorzugt.

{ Beispiel 2 } - GPS (Global Positioning System). GPS-Antennen für mobile Geräte werden nur empfangen. Die Aufgabe der GPS-Antenne besteht darin, Ihre Position zu triangulieren, indem Sie das empfangene Signal von mehreren GPS-Satelliten messen, die sich alle in unterschiedlichen Richtungen relativ zur Empfangsantenne befinden. In diesem Fall wäre eine sehr stark gerichtete Antenne nicht bevorzugt.

{ Beispiel 3 } - Mobile Mobilfunkantennen. Die Mobilfunkantenne Ihres Smartphones kommuniziert mit einer einzigen 

Mobilfunknetz Turm. Die Mobilfunkantenne kann jedoch in jeder Ausrichtung gehalten werden und kann sich in jeder Position relativ zum Netzwerkturm befinden. Daher wird für Ihr Mobilgerät eine Antenne mit geringer Verstärkung bevorzugt.

# Ein Hinweis zu Einheiten für Antennenverstärkung
Wenn Sie sich das Datenblatt für eine Antenne ansehen, sehen Sie normalerweise Einheiten für den Antennengewinn, die in dB, dBi oder dBd aufgeführt sind. Ich definiere diese Begriffe unten:

dB - Dezibel, wie wir besprochen haben. 10 dB bedeutet das 10-fache der Energie relativ zu einer isotropen Antenne in der Spitzenrichtung der Strahlung.

dBi - "Dezibel relativ zu einer isotropen Antenne". Dies ist das gleiche wie dB, wie wir es verwendet haben. 3 dBi bedeutet das Doppelte (2x) der Leistung relativ zu einer isotropen Antenne in Spitzenrichtung.

DBD - "Dezibel relativ zu einer Dipolantenne". Beachten Sie, dass eine Dipolantenne mit halber Wellenlänge eine Verstärkung von 2.15 dBi hat. Daher bedeutet 7.85 dBd, dass die Spitzenverstärkung 7.85 dB höher ist als bei einer Dipolantenne. Dies ist 10 dB höher als bei einer isotropen Antenne.

Ihnen interessiert vielleicht auch: >> Grundlegende Antennentheorie: dBi, dB, dBm dB (mW)

                                >> Tipps zur Antennenverstärkungsmessungent 

                                >> Feldintensitätseinheiten  

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