רווח , כמונח כללי, הוא מדד עד כמה משהו גדול או חזק (מתח, גל רדיו, גל קול או כל דבר אחר) ביחס לערך בסיסי כלשהו של הדבר נמדד. רווח הוא יחס: אם מכשיר לוקח מתח בקצה אחד והופך אותו לגדול פי 20 ( מגביר ) אותו פי 20, יש לו רווח של 20. בפועל אלה נמדדים בדציבלים; ראה הערה בסוף תשובה זו לקבלת מידע נוסף אודותיהם.

כתוצאה מכך, הרווח של אנטנה הוא היחס בין כמה חזקים יותר גלי הרדיו שנוצרים על ידי האנטנה לאלה שנוצרו על ידי חלק סוג של אנטנה בסיסית , כאשר אתה מכניס שניהם יחידת כוח.

האנטנה הבסיסית נחשבת לבעלת רווח של 0 dB, או 1: 1 (שווה לעצמו), ויש שתי אפשרויות שמשמשות בדרך כלל לכך: אנטנה איזוטרופית אידיאלית , שמקרינה באותה מידה לכל הכיוונים עם אפס הפסדים, או אנטנה דיפול. כדי לציין באיזה מהם משתמשים, מוסיפה אות לסוף: dBi מייצג רווח ביחס לאנטנה איזוטרופית, ו- dBd יחסית לדיפול.

לדיפול עצמו יש רווח של 2.15 dBi (ו -0 dBd), אז כדי להמיר מספר dBi ל- dBd תגרע ממנו 2.15, ותוסיף אותו מספר להמרה בכיוון השני.

אז, כדוגמה פשוטה, אם הרווח של האנטנה שלך הוא 3 dBi (המתאים ליחס של 2: 1), האותות שלו יהיו חזקים פי שניים מאלו של האנטנה האיזוטרופית האידיאלית. עם זאת, יש אזהרה, שמסתכמת ב: אין דבר כזה ארוחת צהריים בחינם .

ראשית, אנטנות איזוטרופיות אינן קיימות בעולם האמיתי , כלומר אף אנטנה אמיתית אינה מקרינה חזקה באותה מידה לכל הכיוונים. יש כיוונים שהוא ישדר הכי חזק ואחרים שהוא בכלל לא מקרין. כך שהרווח של האנטנה אינו זהה גם לכל הכיוונים: בחלק זה חזק יותר, בחלק אחר הוא חלש יותר. הדרך הקלה ביותר להציג זאת היא גרף המציג את רווח האנטנה לכל כיוון סביב האנטנה. גרף זה נקרא תבנית קרינה ונראה כך:

הקו המודגש מייצג את הרווח: ככל שהוא ממרכז יותר , כך הרווח גדול יותר. למעלה דפוס הקרינה של אנטנה כיוונית: הרווח בכיוון אחד הוא הרבה יותר מאשר בכיוונים אחרים.

אז כשאנחנו מדברים על רווח של אנטנה, אנחנו באמת מתכוונים לרווח שלו בכיוון מסוים . וכיוון זה הוא בדרך כלל זה בו הרווח של האנטנה הוא החזק ביותר.

שנית, אינך יכול להפיק יותר מאנטנה ממה שאתה מכניס לתוכה. סכום כל ההספק המוקרן לכל הכיוונים תמיד שווה לעוצמה הנכנסת פנימה (מינוס אחוז קטן של הפסדים)

לסיכום שתי הנקודות האלה, אנטנה יכולה ליצור רווח באמצעות קרינת גלי רדיו ש להוסיף יחד בכיוון המועדף ולבטל באחרים. אם לאנטנה רווח גבוה יותר (חיובי) מהבסיס לכיוון כלשהו, ​​אתה משלם על כך על ידי רווח שלילי בכיוונים אחרים. רווח רק ממקד כוח - הוא לא יוצר כוח.

אז רווח הוא לא רק המדד לאופן שבו האנטנה מקבלת או משדרת, אלא גם מדד ל כיווניות האנטנה: אם האנטנה ממקדת את כל כוחה בחרוט הדוק, היא יש רווח עצום בתוך החרוט הזה, ודירוג רווח עצום על הקופסה ... אבל הרווח שלו מחוץ לקונוס הזה כמעט ולא יהיה קיים. לכן כאשר אתם בוחרים אנטנה כיוונית, הרווח הוא גם אינדיקציה כמה כיוונית היא באמת. אנטנות תיקון בעלות רווח נמוך יותר יעניקו לך חרוט רך וסלחני אך רווח נמוך יותר בו, בעוד שכיווני רווח גבוה יהיו בעלי אזור הדוק מאוד בו הם משדרים או מקבלים בכלל, אך בתוכם הם יהיו סופר עוצמתיים.

אנטנות חד כיווניות (שכפי שאתה יודע לעולם אינן באמת כיווניות) הן בעלות דפוס קרינה המעוצב פחות או יותר כמו סופגנייה:

יש להם רווח שווה (וגבוה) בכל כיוון הניצב לאנטנה, אשר הולך ונמוך ככל שהכיוון מתקרב למקביל לאנטנה. לאנטנות אלה גם יש כיוון משלהן: אם תרכיב את האנטנה אנכית, הרווח "האופקי" יהיה זהה לכל כיוון, אך הוא יכול להיות גבוה יותר או נמוך יותר ביחס ל"אנכי יותר הוראות, מה שהופך את הסופגנייה לשטוחה יותר. במילים אחרות, האנטנה יכולה לתעדף רווח לעבר האופק פחות או יותר לעומת רווח תקורה.

לבסוף, כל אנטנה מקבלת את אותה הדרך בה היא משדרת . אנטנה עם 2x רווח בכיוון מסוים תעביר 2x את הכוח בכיוון זה, אך גם גלי רדיו המגיעים מ כיוון זה יפיקו 2x אותות חזקים יותר לזהות מקלט מחובר.

הערה על דציבלים

בתחומי הנדסה רבים יחסים יכולים בקלות להיות גדולים במיוחד או זעירים במיוחד ונוטים להכפיל הרבה, והרדיו הוא אחד הבולטים שבהם. בכניסה למקלט, אותות הם לעתים קרובות קטן מעשרה מיליארד וואט. כאשר הם יוצאים ממשדר, הם נמדדים לעתים קרובות בקילוואט! אנטנות, התפשטות ומעגלים אלקטרוניים משנים את חוזקי האות בגורמים רבים של עשרה.

כדי לנהל את ההבדלים העצומים הללו בערך, מהנדסים מודדים יחסים ב דציבלים , או dB, המייצגים את היחס פעמים רבות כמויות בהספק 10. הנוסחה לחישוב דציבלים היא: dB = 10 * log_10 (יחס)

זוהי יחידת לוגריתמית, כלומר כאשר כפול שני יחסים , הייצוגים שלהם ב- dB מתווספים פשוט: 10 דציבלים מייצגים יחס של 10: 1; 20 dB הוא 10 * 10 = 100: 1, ו- 30 dB הוא 1000: 1.

ערכים חיוביים של dB פירושם שהיחס גדול מ- 1 וערכים שליליים של dB מצביעים על יחס של פחות מ -1: - 10 dB מייצג יחס של 1/10 ו- 40 dB הוא 1/10000.

הנה גיליון רמאות מהיר של dB ליחס בפועל למספרים קטנים מ- 10:

• 1dB תואם לערך 1.25: 1

• 3dB הוא כמעט בדיוק 2: 1 (זה החשוב ביותר לזכור)

• 7dB ~ = 5: 1

• 10dB הוא 10: 1 (בדיוק)

  לכל השאר, אתה פשוט מוסיף את המספרים שאתה מכיר:

• 6dB (= 3dB + 3dB) הוא ~ 4 (= 2 * 2): 1, ו- 9dB הוא ~ 8: 1

• 13 dB הוא 10 dB + 3 dB, אז 10 * 2 = 20: 1.

• 46 dB הוא 40 dB + 6 dB = 10 ^ 4 * 4 = 40000: 1

• 15 dB הוא 10dB + 5dB; ו- 5 dB הוא איפשהו בין 3dB ל- 6dB (2 ו -4), אז כנראה שזה שלוש נקודות. לפיכך הניחוש שלנו יהיה 15dB הוא אי שם בטווח 30-35 עד 1.

' רווח אנטנה' מעניק לך את הכוח המועבר על ידי אנטנה בכיוון מסוים, בהשוואה לאנטנה תיאורטית שמקרינה באותה מידה לכל הכיוונים (זה מכונה ' איזוטרופי אנטנה ')

למעשה,' אנטנה רווח 'מגדיר עד כמה חזק איתות אנטנה מסוימת יכולה לשדר או לקבל בכיוון מוגדר.

רווח אנטנה קשור ל כיוון של האנטנה, אך גם לוקח בחשבון הפסדים אחרים במערכת (למשל, אי סדרים בציפוי פני השטח, התנגדות, תקלות בייצור , דיאלקטרי וכו ').

אז, בעצם:

רווח אנטנה = כיווניות x יעילות

למרות שהנוסחאות בפועל קצת יותר מורכבות!

רווח אנטנה הוא מדד לאופן יעילות האנטנה שולחת או מקבל אות. זוהי מדידה יחסית והיא בדרך כלל השוואה לתכנון אנטנה פשוט הנקרא אנטנה דיפול (dBd) או התייחסות אידיאלית (dBi) - לעתים קרובות יצרן בוחר איזה מהמספרים הללו במקרה הגדול יותר.

עלייה של מתחת ל -1 פירושה שהביצועים גרועים יותר מרמת התייחסות זו, אך יכולים להיות לכך יתרונות כגון שהאנטנה קטנה יותר (בהקשר מזל"ט פירושה שהיא שוקלת פחות והיא קצרה יותר - כך שקל יותר למקם ולהרחיק ממנה המדחפים!)

הרווח יכול להיות גם כיווני. זה עשוי לעזור לחשוב על לפיד - הנורה היא בכל כיוון, אבל אתה צריך אור כדי להתקדם, אז יש לך רפלקטור מבריק מאחורי הנורה כדי להעניק לך בהירות מקסימאלית ('רווח') בכיוון אחד. ניתן לייצר 'דפוס קרינה' כדי להראות את הרווח באנטנה בכיוונים שונים.