Wie berechnet man die gesamte abgestrahlte Antennenleistung?
Zur Berechnung der Gesamtstrahlungsleistung (TRP) einer Antenne gehört die Bestimmung der von der Antenne in alle Richtungen abgestrahlten Leistung. Der TRP ist ein Maß dafür, wie effektiv eine Antenne Energie in den freien Raum überträgt.
Hier finden Sie eine detaillierte Erklärung zur Berechnung des TRP einer Antenne:
Strahlungsmuster:
Beginnen Sie damit, das Strahlungsmuster der Antenne zu verstehen. Das Strahlungsmuster beschreibt, wie die Antenne elektromagnetische Energie im dreidimensionalen Raum verteilt. Es gibt die Stärke der Strahlung in verschiedene Richtungen an.
Verstärkung und Richtwirkung:
Berechnen Sie den Gewinn der Antenne. Der Gewinn ist ein Maß dafür, wie gut die Antenne im Vergleich zu einem isotropen Strahler (einer idealisierten Punktquelle, die gleichmäßig in alle Richtungen strahlt) die Leistung in eine bestimmte Richtung konzentriert.
Der Gewinn (G) wird normalerweise in Dezibel (dBi) ausgedrückt und kann mithilfe der Formel ermittelt werden: G (dBi) = 10 * log10 (in Richtung abgestrahlte Leistung / von der isotropen Antenne abgestrahlte Leistung)
Leistungsdichte:
Um TRP zu berechnen, müssen Sie die Leistungsdichte (Pd) an jedem Punkt im Raum um die Antenne herum berechnen. Dabei wird ermittelt, wie viel Strom pro Flächeneinheit durch jeden Punkt fließt.
Die Leistungsdichte kann wie folgt berechnet werden: Pd = in eine bestimmte Richtung abgestrahlte Leistung / Fläche in einem bestimmten Abstand von der Antenne
Integration über alle Richtungen:
Integrieren Sie die Leistungsdichte über alle Richtungen um die Antenne herum. Dabei müssen alle möglichen Winkel und Abstände berücksichtigt werden.
Das Integral der Leistungsdichte über alle Richtungen stellt die von der Antenne abgestrahlte Gesamtleistung dar.
TRP-Berechnung:
Der TRP ist das Integral der Leistungsdichte über alle Richtungen und ergibt sich aus der Formel: TRP = ∫ Pd dΩ
Hier ist TRP die gesamte abgestrahlte Leistung, Pd die Leistungsdichte und dΩ den differentiellen Raumwinkel, über den die Integration durchgeführt wird.
Einheiten:
Stellen Sie sicher, dass alle in den Berechnungen verwendeten Größen einheitliche Einheiten haben. Normalerweise wird die Leistung in Watt (W) und die Entfernung in Metern (m) gemessen.
Messwerkzeug:
In der Praxis wird TRP häufig mit speziellen Geräten wie einer schalltoten Kammer, einer kalibrierten Empfangsantenne und Leistungsmessgeräten gemessen. Der Aufbau dient dazu, die abgestrahlte Leistung in verschiedene Richtungen zu erfassen und sie dann zu integrieren, um den TRP zu ermitteln.
Es ist wichtig zu beachten, dass die Berechnung des TRP ein komplexer Prozess sein kann, insbesondere bei Antennen mit ungleichmäßigen Strahlungsmustern. In praktischen Anwendungen werden Messtechniken häufig zur genauen TRP-Bestimmung bevorzugt, insbesondere wenn es um reale Antennensysteme geht.