Vollgepackt mit nützlichen Informationen – Eine Zusammenfassung gängiger Antennen und passiver Bauteile.

1. Antennenprinzip

1.1 Definition der Antenne:Ein Gerät, das elektromagnetische Wellen effektiv in eine bestimmte Richtung im Raum abstrahlen oder aus einer bestimmten Richtung im Raum empfangen kann.

1.2 Antennenfunktionen:Energieumwandlung – Umwandlung von geführten Wellen und Freiraumwellen;Ø Gerichtete Strahlung (Empfang) - besitzt eine bestimmte Richtungsabhängigkeit.

1.3 Antennenstrahlungsprinzip

1.4 Antennenparameter

Strahlungsparameter
ØHalbwertsbreite, Vor-/Rückverhältnis;
ØPolarisationsverfahren, Kreuzpolarisations-Diskriminierungsrate;
Ø Richtwirkungsgrad, Antennengewinn;
Ø Hauptkeule, Nebenkeule, Nebenkeulenunterdrückung, Nullpunktauffüllung, Strahlneigung...

uSchaltungsparameter
ØStehwellenverhältnis VSWR, Reflexionskoeffizient Γ, Rückflussdämpfung RL;
ØEingangsimpedanz Zin, Übertragungsverlust TL;
ØIsolation Iso;
ØPassive third-order intermodulation PIM3…uAntenna-Seitenlappen

uHorizontale Strahlbreite

Vorwärts-Rückwärts-Verhältnis: Das Verhältnis der nach vorne abgestrahlten Leistung der angegebenen Richtantenne zur nach hinten ±30° abgestrahlten Leistung.

Die Beziehung zwischen u-Gewinn, Antennengröße und StrahlbreiteJe flacher der „Reifen“ ist, desto konzentrierter ist das Signal, desto höher ist die Verstärkung, desto größer kann die Antenne sein und desto schmaler ist die Strahlbreite;

Einige wichtige Punkte zur uAntennenverstärkung:
Eine Antenne ist ein passives Gerät und kann keine Energie erzeugen.
Antennengewinn ist einfach die Fähigkeit, Energie effektiv zu bündeln, um elektromagnetische Wellen in eine bestimmte Richtung abzustrahlen oder zu empfangen.

Der Antennengewinn entsteht durch die Überlagerung der Oszillatoren.
Je höher die Verstärkung, desto länger die Antennenlänge.

Die Verstärkung erhöht sich um 3 dB und die Lautstärke verdoppelt sich.
Je höher der Antennengewinn, desto besser die Richtwirkung, desto konzentrierter die Energie und desto schmaler der Abstrahlkeule.

1.5 Strahlungsparameter
uPolarisation: bezieht sich auf die Trajektorie oder den sich ändernden Zustand des elektrischen Feldvektors im Raum.

1.6 SchaltungsparameteruReturn-Verlust

In diesem Beispiel beträgt die Rückflussdämpfung 10log(10/0.5) = 13dB.  Das Stehwellenverhältnis (VSWR) ist ein weiteres Maß für dieses Phänomen.

 

   uIsolation: Sie ist der Anteil eines Polarisationssignals, der von einem anderen Polarisationssignal empfangen wird.  

u Passive Intermodulation (PIM):Werden zwei Frequenzen f1 und f2 an die Antenne angelegt, so werden aufgrund nichtlinearer Effekte von der Antenne auch andere Frequenzen abgestrahlt, wie zum Beispiel 2f1-f2 und 2f2-f1 (3. Ordnung).

2. Antennenprodukte

2.1 Antennenbenennungsmethode

Antennenkategorie:
ODP (Richtantenne für den Außenbereich), OOA (Rundstrahlantenne für den Außenbereich), LCD (Deckenantenne für den Innenbereich), OCS (Bidirektionale Antenne für den Außenbereich), OCA (Clusterantenne für den Außenbereich), OYI (Yagi-Antenne für den Außenbereich), ORA (Parabolantenne für den Außenbereich), IWH (Wandantenne für den Innenbereich) usw.

Halbwertswinkel:032,065,090,105,360 (Basisstationsantenne)020, 030, 040, 050, 060, 075, 090, 120, 160, 360 (Repeater-Antenne)

Polarisationsmethode:R (Dualpolarisation), V (Unipolarisation)

Verstärkung:Den aktuellen Messwerten zufolge beträgt der maximale Wert derzeit 21 dBi.

Steckertyp:D (Din head), N (N-type head), S (SMA head), T (TNC head), etc.

Frequenzband:Spezifikationscode:Die römischen Buchstaben kennzeichnen die Produktgeneration. Die folgenden Buchstaben und Zahlen geben den ESC-Neigungswinkel, die Formgebung, den ESC-Wert und weitere Informationen an. F: Formgebung; V: ESC; RV: Fernsteuerung

2.2 Basisstationsantenne

Rundstrahlantenne

Dualband-Antenne

Tribandantenne

2.3 Antenne für verteilte Systeme

Deckenantenne vom Typ Rauchmelder

Deckenantenne vom Lampentyp

Wandantenne

Yagi-Antenne

Eckreflektorantenne

Parabolantenne

 

   Benutzerantenne  

3. Überblick über passive Bauelemente3.1 Überblick über passive Mikrowellenbauteile
Passive Bauelemente werden in lineare und nichtlineare Bauelemente unterteilt.
ØLineare passive Bauelemente werden in reziproke und nicht-reziproke Bauelemente unterteilt.
ØLineare Reziprozitätskomponenten transformieren Mikrowellensignale ausschließlich linear, ohne die Frequenzcharakteristik zu verändern, und erfüllen das Reziprozitätsprinzip.
Üblicherweise bezeichnen wir mit passiven Bauelementen lineare reziproke Bauelemente.

3.2 Lineares reziprokes Komponentenbaumdiagramm

3.3 Stromverteiler
Ein Leistungsteiler ist ein Gerät, das die Energie eines Ausgangssignals in zwei oder mehr Ausgänge aufteilt.
Im Wesentlichen ein Impedanzwandler.
Ist es möglich, einen Leistungsverteiler umgekehrt anstelle eines Kombinators zu verwenden?
ØBei Verwendung als Synthesizer sind nicht nur eine hohe Isolation und ein niedriges Stehwellenverhältnis erforderlich, sondern es liegt der Fokus auch auf der Belastbarkeit.

• Da die Ausgangsanschlüsse gängiger Hohlraum-Leistungsteiler nicht angepasst sind und große stehende Wellen aufweisen, Mikrostreifen-Leistungsteiler aber geringe Leistungen in umgekehrter Richtung aushalten, raten wir davon ab, Leistungsteiler in umgekehrter Richtung anstelle von Kombinierern zu verwenden.
  

3.4 Klassifizierung von Leistungsteilern

3.5 Vergleich der Leistungsteilerklassifizierungen

3.6 Eigenschaften des Hohlraum-Leistungsteilers
ØDer Hohlraum-Leistungsteiler verwendet eine hochwertige Legierung als Leiter und Luft als Füllmedium;
Ø Es kann relativ hohe Leistungen bis zu 200 W aushalten; dabei sind die dielektrischen Verluste und die Leiterverluste praktisch vernachlässigbar, und die Einfügungsdämpfung ist gering und kann unter 0.1 dB liegen.
Da jedoch kein Isolationswiderstand vorhanden ist, ist die Isolation des Ausgangsports sehr gering, sodass der Hohlraum-Leistungsteiler nicht als Leistungskombinierer verwendet werden kann.

3.7 Schematische Darstellung der Testanzeigen für Leistungsteiler
Wie in der Abbildung dargestellt, kann das Stehwellenverhältnis an Port 1 gemessen werden; die Einfügungsdämpfung kann an den Ports 2 und 3 gemessen werden. Aufgrund der Geräteeigenschaften des Hohlraum-Leistungsteilers selbst werden die Stehwelle am Ausgangsport und die Isolation des Ausgangsports jedoch nicht als deklarierte Werte angegeben.

4. Einführung in Koppler4.1 Koppler
Ein Koppler ist eine Komponente, die einen Teil der Energie des Eingangssignals durch elektrische Feld- und magnetische Feldkopplung verteilt, um zum Kopplungsende-Ausgang zu werden, und den verbleibenden Teil zum Ausgangsende-Ausgang, um die Leistungsverteilung abzuschließen.
Ø Die Leistungsverteilung des Kopplers ist ungleichmäßig.
Auch als Leistungsabtaster bezeichnet.

4.2 Prinzipdiagramm eines Vier-Port-Netzwerkkopplers

4.3 Kopplerklassifizierung

4.4 Richtkoppler
Richtkoppler werden häufig zur Abtastung von Mikrowellensignalen in vorgegebenen Richtungen eingesetzt. Ihr Hauptzweck ist die Trennung und Isolation von Signalen bzw. deren Mischung. Ohne interne Last sind Richtkoppler oft als Viertornetzwerk ausgeführt.
Ø Richtkoppler werden häufig auf zwei Arten realisiert:

4.5 Hohlraumkoppler

Merkmale:Hohe Leistungsfähigkeit und geringe Verluste.

Grund:
1. Das Füllmedium im Hohlraum ist Luft. Während des Übertragungsvorgangs ist die durch das Luftmedium verursachte Verlustleistung wesentlich geringer.2. Die Koppelleitungsleiste besteht im Allgemeinen aus Leitern mit guter Leitfähigkeit (z. B. versilberter Kupferoberfläche), und die Leiterverluste sind im Grunde vernachlässigbar.3. Der Hohlraum ist groß und leitet die Wärme schnell ab. Er ist für hohe Leistungen geeignet.

4.6 Schematische Darstellung des Kopplerindextests

Wie in der Abbildung gezeigt, wo Richtwirkung = Isolation - Kopplung gilt, können Daten nicht direkt ausgelesen werden.

5. Einführung in die 3-dB-Brücke

5.13 dB Brücke
Der 3dB-Brückenkoppler ist eine Art Richtkoppler.Bei Verwendung als Leistungskombinierer werden die beiden Eingangssignale an voneinander isolierte Anschlüsse angeschlossen, und die gekoppelten Ausgänge sowie die geraden Ausgänge sind reziprok. Bei Verwendung als zwei Ausgänge wird die Summe der Eingangssignalleistung unabhängig von den Verlusten auf die beiden Ausgänge aufgeteilt.Wird der Ausgang als Einzelport verwendet, muss der zweite Ausgang an eine entsprechende Last angeschlossen werden, um die Ausgangsleistung des Ports aufzunehmen. Andernfalls werden die Übertragungseigenschaften des Systems erheblich beeinträchtigt. Gleichzeitig entsteht ein zusätzlicher Verlust von 3 dB, der sich auf die Kosten und die Zuverlässigkeit des aktiven Teils der Systemanwendung auswirkt.

5.2 Wichtigste technische Anwendungen
Wird hauptsächlich zur Kombination von Anwendungen zwischen verschiedenen Trägern im gleichen Frequenzband verwendet.
Aufgrund der diskreten Bauweise der Schaltung und der Verarbeitungsanordnung ist die Isolation des Eingangsports des Brückenkopplers relativ gering, und es wird nicht empfohlen, ihn für Kombinationsanwendungen zwischen verschiedenen Frequenzbändern einzusetzen.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass bei der Anwendung von Mehrfrequenzkombinationen, mit Ausnahme von benachbarten Trägerfrequenzen im gleichen Frequenzband (wie z. B. benachbarten Trägerfrequenzen im GSM-Downlink-Band), die nur mit 3-dB-Brücken verbunden werden können und für Duplex-/Multiplex-Kombinierer ungeeignet sind, Duplex-/Multiplex-Kombinierern Vorrang eingeräumt werden sollte, um die Systemleistungsindikatoren zu verbessern und die Zuverlässigkeit zu erhöhen.

5.3 Leistungsverteiler vs. Koppler

6. Einführung in den Kombinator6.1 Kombinierer

ØFunction:
Mehrere Signale zu einem Ausgangssignal zusammenfassen

ØCategory:
Klassifizierung nach tatsächlichen kombinierten Frequenzbändern

6.2 Kombinierer vs. Brücke vs. Leistungsteiler

7. Einführung in den Dämpfungsregler7.1 Dämpfungsglied

Der Dämpfungsregler ist ein reziprokes Zweitorbauteil.
Der am häufigsten verwendete Dämpfungsregler ist der Absorptionsdämpfungsregler.
ØKoaxiale Dämpfungsglieder werden üblicherweise im Ingenieurwesen eingesetzt und bestehen aus Dämpfungsnetzwerken vom Typ „π“ oder „T“.
ØKoaxiale Dämpfungsglieder gibt es üblicherweise in zwei Ausführungen: mit fester und mit variabler Dämpfung.
ØDämpfungsglieder werden hauptsächlich in Detektionssystemen eingesetzt, um die Sendeenergie von Mikrowellensignalen zu steuern und überschüssige Energie zu verbrauchen. Dadurch wird der Dynamikbereich der Signalmessung erweitert, beispielsweise bei Leistungsmessern, Spektrumanalysatoren, Verstärkern, Empfängern usw.

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