In electromagnetics, einem Macht-Gewinn einer Antenne oder gewinnen einfach ist eine Schlüsselkennzahl, die den directivity der Antenne und elektrische Leistungsfähigkeit verbindet. Als eine Sendeantenne beschreibt die Zahl, wie gut die Antenne eingegebene Macht in in einer angegebenen Richtung angeführte Funkwellen umwandelt. Als eine Empfang-Antenne beschreibt die Zahl, wie gut die Antenne Funkwellen umwandelt, die von einer angegebenen Richtung in die elektrische Leistung ankommen. Wenn keine Richtung angegeben wird, wie man versteht, bezieht sich "Gewinn" auf den Maximalwert des Gewinns. Ein Anschlag des Gewinns als eine Funktion der Richtung wird das Strahlenmuster genannt.

Antenne-Gewinn wird gewöhnlich als das Verhältnis der Macht definiert, die durch die Antenne von einer Fernbereich-Quelle auf der Balken-Achse der Antenne zur Macht erzeugt ist, die durch eine hypothetische lossless isotropische Antenne erzeugt ist, die zu Signalen von allen Richtungen ebenso empfindlich ist. Gewöhnlich wird dieses Verhältnis in Dezibel ausgedrückt, und diese Einheiten werden "mit den Dezibel isotropisch" (dBi) genannt. Eine abwechselnde Definition vergleicht die Antenne mit der durch eine lossless Halbwelle-Dipolantenne erhaltenen Macht, in welchem Fall die Einheiten als dBd geschrieben werden. Da eine lossless Dipolantenne einen Gewinn von 2.15 dBi hat, ist die Beziehung zwischen diesen Einheiten: Der Gewinn in dBd = gewinnt an dBi - 2.15 DB. Für eine gegebene Frequenz ist das wirksame Gebiet der Antenne zum Macht-Gewinn proportional. Eine wirksame Länge einer Antenne ist zur Quadratwurzel des Gewinns der Antenne für eine besondere Frequenz und Strahlenwiderstand proportional. Wegen der Reziprozität, des Gewinns jeder Antenne, wenn Empfang seinem Gewinn gleich ist, wenn er übersendet.

Lenkender Gewinn oder directivity sind ein verschiedenes Maß, das eine elektrische Leistungsfähigkeit einer Antenne nicht in Betracht zieht. Dieser Begriff ist manchmal im Fall von einer Empfang-Antenne mehr wichtig, wo einer hauptsächlich mit der Fähigkeit einer Antenne betroffen wird, Signale von einer Richtung zu erhalten, während man Störsignale zurückweist, die aus einer verschiedenen Richtung kommen.

Macht-Gewinn

Macht-Gewinn (oder gewinnen einfach), ist ein Unitless-Maß, das eine Leistungsfähigkeit einer Antenne E und directivity D verbindet:

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Wenn das Betrachten der Macht für eine besondere Richtung gewinnt, die durch eine Erhebung (oder "Höhe") und Azimut dann gegeben ist:

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ist als der lenkende Gewinn bekannt. Der lenkende Gewinn bedeutet das Verhältnis der ausgestrahlten Macht in einer gegebenen Richtung hinsichtlich dieses eines isotropischen Heizkörpers, der dieselbe Gesamtmacht wie die fragliche Antenne, aber gleichförmig in allen Richtungen ausstrahlt. Bemerken Sie, dass ein wahrer isotropischer Heizkörper in der Praxis nicht besteht.

Der Macht-Gewinn bedeutet andererseits das Verhältnis der ausgestrahlten Macht in einer gegebenen Richtung hinsichtlich dieses eines isotropischen Heizkörpers, der die Summe der durch die fragliche Antenne erhaltenen elektrischen Leistung ausstrahlt. Das ist im Gegensatz zum lenkenden Gewinn, der jede Verminderung der Leistungsfähigkeit ignoriert. Wenn nur ein bestimmte Teil der vom Sender erhaltenen elektrischen Leistung wirklich durch die Antenne ausgestrahlt wird (seine Leistungsfähigkeit), vergleicht der lenkende Gewinn die Macht, die in einer gegebenen Richtung zu dieser reduzierten Macht ausgestrahlt ist, die Wirkungslosigkeit ignorierend. Indem er stattdessen die ausgestrahlte Macht in einer gegebenen Richtung zur effektiven Leistung verglichen wird, die die Antenne vom Sender erhält, zieht der Macht-Gewinn dass schlechtere Leistungsfähigkeit in Betracht, es eine nützlichere Zahl des Verdiensts für die Fähigkeit eines Senders im Senden einer Funkwelle zu einem Empfänger machend.

Die Strahlenintensität drückt die pro Raumwinkel ausgestrahlte Macht aus. In Bezug auf den Macht-Gewinn in einer angegebenen Richtung kann berechnet werden:

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wo P die elektrische Leistung bedeutet, die durch die Antenne vom Sender erhalten ist.

Abbildungen für den Antenne-Gewinn verwendet

Veröffentlichte Zahlen für den Antenne-Gewinn werden fast immer in Dezibel (DB), eine logarithmische Skala ausgedrückt. Vom Gewinn-Faktor G findet man den Gewinn in Dezibel als:

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Deshalb, wie man sagen würde, hatte eine Antenne mit einem Maximalmacht-Gewinn 5 einen Gewinn von 7 dBi. "dBi" wird aber nicht gerade "DB" verwendet, um zu betonen, dass das der Gewinn gemäß der grundlegenden Definition ist, in der die Antenne im Vergleich zu einem isotropischen Heizkörper ist.

Wenn wirkliche Maße eines Gewinns einer Antenne von einem Laboratorium gemacht werden, wird die Feldkraft der Testantenne, wenn geliefert, mit, sagen wir, 1 Watt der Sender-Macht in einer bestimmten Entfernung gemessen. Diese Feldkraft ist im Vergleich zum gefundenen Verwenden der Feldkraft einer so genannten Bezugsantenne in derselben Entfernung, die dieselbe Macht erhält, um den Gewinn der Antenne unter dem Test zu bestimmen. Dieses Verhältnis würde G gleich sein, wenn die Bezugsantenne ein isotropischer Heizkörper wäre.

Jedoch kann ein wahrer isotropischer Heizkörper nicht gebaut werden, so in der Praxis wird eine verschiedene Antenne verwendet. Das wird häufig ein Halbwelle-Dipol, eine sehr gut verstandene und repeatable Antenne sein, die für jede Frequenz leicht gebaut werden kann. Wie man bekannt, ist der lenkende Gewinn eines Halbwelle-Dipols 1.64, und es kann effiziente fast 100 % gemacht werden. Seitdem der Gewinn in Bezug auf diese Bezugsantenne gemessen worden ist, ist der Unterschied im Gewinn der Testantenne häufig im Vergleich zu diesem des Dipols. Der "Gewinn hinsichtlich eines Dipols" wird so häufig angesetzt und wird mit "dBd" statt "dBi" angezeigt, um Verwirrung zu vermeiden. Deshalb in Bezug auf den wahren Gewinn (hinsichtlich eines isotropischen Heizkörpers) G wird durch diese Zahl für den Gewinn gegeben:

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Zum Beispiel, die obengenannte Antenne mit einem Gewinn G=5 würde einen Gewinn in Bezug auf einen Dipol von 5/1.64 = 3.05, oder in Dezibel haben, die man diesen 10 Klotz (3.05) = 4.84 dBd nennen würde. Im Allgemeinen:

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Sowohl dBi als auch dBd sind in der üblichen Anwendung. Wenn ein maximaler Gewinn einer Antenne in Dezibel angegeben wird (zum Beispiel, durch einen Hersteller) muss man betreffs sicher sein, ob das den Gewinn hinsichtlich eines isotropischen Heizkörpers oder in Bezug auf einen Dipol bedeutet. Wenn es "dBi" oder "dBd" dann angibt, gibt es keine Zweideutigkeit, aber wenn nur "DB" dann angegeben wird, muss der Kleindruck befragt werden. Jede Zahl kann ins andere Verwenden die obengenannte Beziehung leicht umgewandelt werden.

Bemerken Sie, dass, wenn man ein Richtungsmuster einer Antenne denkt, "bezieht der Gewinn in Bezug auf einen Dipol" keinen Vergleich des Gewinns dieser Antenne in jeder Richtung zu einem Gewinn eines Dipols in dieser Richtung ein. Eher ist es ein Vergleich zwischen dem Gewinn der Antenne in jeder Richtung zum Maximalgewinn des Dipols (1.64). In jeder Richtung, deshalb, sind solche Zahlen um 2.15 DB kleiner als der in dBi ausgedrückte Gewinn.

Teilweiser Gewinn

Teilweiser Gewinn wird als Macht-Gewinn, aber für eine besondere Polarisation berechnet. Es wird als der Teil der Strahlenintensität entsprechend einer gegebenen Polarisation definiert, die durch die Gesamtstrahlenintensität einer isotropischen Antenne geteilt ist.

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wo und die Strahlenintensität in einer gegebenen in ihrem jeweiligen E Feldbestandteil enthaltenen Richtung vertreten.

Infolge dieser Definition können wir beschließen, dass der Gesamtgewinn einer Antenne die Summe von teilweisen Gewinnen für irgendwelche zwei orthogonalen Polarisationen ist.

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Beispiel-Berechnung

Nehmen Sie an, dass eine lossless Antenne ein Strahlenmuster geben ließ durch:

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Lassen Sie uns den Gewinn solch einer Antenne finden.

Lösung:

Zuerst finden wir die Maximalstrahlenintensität dieser Antenne:

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Die ausgestrahlte Gesamtmacht kann durch die Integrierung über alle Richtungen gefunden werden:

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Da die Antenne angegeben wird als, lossless zu sein, ist die Strahlenleistungsfähigkeit 1. Der maximale Gewinn ist dann gleich:

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Ausgedrückt hinsichtlich des Gewinns eines Dipols würden wir finden:

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Ausgestrahlte Gesamtmacht

Ausgestrahlte Gesamtmacht ist ein Maß des Antenne-Gewinns mit oder ohne die Macht-Absorptionseffekten (Verlust), der durch Gegenstände in der Nähe der Antenne verursacht werden kann. TRP wird im Laboratorium als ausgestrahlte Macht im Vergleich zu einer Isotropischen Antenne gemessen. TRP kann auch gemessen werden, während in der nächsten Nähe der Macht das Aufsaugen wie der Körper und die Hand des Beweglichen Geräts Unter dem Testbenutzer verliert.

Der TRP kann verwendet werden, um Körperverlust (BoL) zu bestimmen. Der Körperverlust wird als das Verhältnis von TRP betrachtet, der in Gegenwart von Verlusten und gemessenem TRP während in der Lichtung gemessen ist.

Siehe auch

• Antenne-Leistungsfähigkeit
• Directivity
• Richtungsantenne
• Antenne wirksames Gebiet
• Herzkurve
• Antenne-Theorie (3. Ausgabe), durch C. Balanis, Wiley, 2005, internationale Standardbuchnummer 0 471 66782 X
• Antenne für alle Anwendungen (3. Ausgabe), durch John de Kraus, Ronald J. Marhefka, 2002, internationale Standardbuchnummer 0-07-232103-2