Repleto de informações úteis! Um resumo das antenas e componentes passivos mais comuns.

1. Princípio da antena

1.1 Definição de antena:Um dispositivo capaz de irradiar ondas eletromagnéticas de forma eficaz em uma direção específica no espaço ou de receber ondas eletromagnéticas de forma eficaz provenientes de uma direção específica no espaço.

1.2 Funções da antena:Conversão de energia - conversão de ondas guiadas e ondas no espaço livre;Ø Radiação direcional (recepção) - possui uma determinada direcionalidade.

1.3 Princípio de radiação da antena

1.4 Parâmetros da antena

parâmetros de uradiação
ØLargura do feixe a meia potência, relação frente-para-trás;
ØMétodo de polarização, taxa de discriminação de polarização cruzada;
ØCoeficiente de diretividade, ganho da antena;
ØLóbulo principal, lóbulo lateral, supressão do lóbulo lateral, preenchimento do ponto zero, inclinação do feixe...

Parâmetros do circuito
ØRelação de onda estacionária de tensão VSWR, coeficiente de reflexão Γ, perda de retorno RL;
Impedância de entrada Zin, perda de transmissão TL;
ØIsolation Iso;
ØPassive third-order intermodulation PIM3…lóbulos laterais da antena

uLargura horizontal do feixe

Relação frente-costas: A relação entre a potência irradiada para a frente da antena direcional especificada e a potência irradiada para trás em um ângulo de ±30°.

A relação entre ganho u, tamanho da antena e largura do feixe.Achatar o "pneu" significa que, quanto mais concentrado o sinal, maior o ganho, maior o tamanho da antena e mais estreito o feixe de radiação;

Vários pontos-chave sobre o ganho da antena:
ØA antena é um dispositivo passivo e não pode gerar energia.
O ganho de antena é simplesmente a capacidade de concentrar energia de forma eficaz para irradiar ou receber ondas eletromagnéticas em uma direção específica.

O ganho da antena é gerado pela superposição dos osciladores.
Quanto maior o ganho, maior o comprimento da antena.

O ganho aumenta em 3dB e o volume dobra.
Quanto maior o ganho da antena, melhor a diretividade, mais concentrada a energia e mais estreito o lóbulo.

1.5 Parâmetros de radiação
uPolarização: refere-se à trajetória ou à mudança de estado do vetor do campo elétrico no espaço.

1.6 Parâmetros do circuitoPerda de retorno

Neste exemplo, a perda de retorno é 10log(10/0.5) = 13dB  A ROE (Relação de Ondas Estacionárias) é outra medida desse fenômeno.

 

   Isolamento: É a proporção de um sinal de polarização recebido por outro sinal de polarização.  

u Intermodulação passiva (PIM):Quando duas frequências f1 e f2 são aplicadas à antena, devido a efeitos não lineares, os sinais irradiados pela antena incluem outras frequências, como 2f1-f2 e 2f2-f1 (3ª ordem), além das frequências f1 e f2.

2. Produtos de antena

2.1 Método de nomenclatura de antenas

Categoria de antena:
ODP (antena direcional externa), OOA (antena omnidirecional externa), LCD (antena de teto interna), OCS (antena bidirecional externa), OCA (antena cluster externa), OYI (antena Yagi externa), ORA (antena parabólica externa), IWH (antena de parede interna), etc.

Ângulo de meia potência:032,065,090,105,360 (antena de estação base)020, 030, 040, 050, 060, 075, 090, 120, 160, 360 (antena repetidora)

Método de polarização:R (polarização dupla), V (polarização unipolar)

Ganho:De acordo com os indicadores atuais, o máximo atual é de 21 dBi.

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

Faixa de frequência:Código de especificação:As letras romanas indicam a geração do produto. As letras e números a seguir indicam o ângulo de inclinação do ESC, o formato, o ESC e outras informações. Formato F; ESC V; ESC remoto RV

2.2 Antena da estação base

antena omnidirecional

Antena de banda dupla

Antena tribanda

2.3 Antena de sistema distribuído

antena de teto tipo detector de fumaça

antena de teto tipo lâmpada

antena montada na parede

Yagi antena

antena refletora de canto

antena parabólica

 

   Antena do usuário  

3. Visão geral dos componentes passivos3.1 Visão geral dos componentes passivos de micro-ondas
Os dispositivos passivos são divididos em dispositivos lineares e dispositivos não lineares.
Os componentes passivos lineares são divididos em recíprocos e não recíprocos.
Os componentes de reciprocidade linear transformam linearmente os sinais de micro-ondas sem alterar as características de frequência e satisfazem o princípio da reciprocidade.
Normalmente, o que chamamos de componentes passivos se refere a componentes recíprocos lineares.

3.2 Diagrama de árvore de componentes recíprocos lineares

3.3 Divisor de energia
Um divisor de potência é um dispositivo que divide a energia de um sinal de saída em duas ou mais saídas.
Essencialmente um transformador de impedância.
É possível usar um divisor de potência para substituir um combinador?
Quando usado como sintetizador, ele exige não apenas alto isolamento e baixa taxa de onda estacionária, mas também capacidade de suportar alta potência.

• Considerando que as portas de saída dos divisores de potência de cavidade comumente usados ​​são incompatíveis e apresentam grandes ondas estacionárias, e que os divisores de potência microstrip podem suportar baixa potência em reversão, não recomendamos o uso de divisores de potência em reversão para substituir combinadores.
  

3.4 Classificação de divisores de potência

3.5 Comparação das classificações de divisores de potência

3.6 Características do divisor de potência de cavidade
O divisor de potência de cavidade utiliza liga de alta qualidade como condutor, e o meio de preenchimento é o ar;
Ø Ele pode suportar uma potência relativamente alta, até 200 W; enquanto a perda dielétrica e a perda no condutor são basicamente desprezíveis, e a perda de inserção é pequena, podendo ser inferior a 0.1 dB.
No entanto, como não há resistor de isolamento, o isolamento da porta de saída é muito pequeno, portanto o divisor de potência da cavidade não pode ser usado como um combinador de potência.

3.7 Diagrama esquemático dos indicadores de teste do divisor de potência
Conforme ilustrado na figura, a taxa de onda estacionária pode ser medida na porta 1; a perda de inserção pode ser medida nas portas 2 e 3. No entanto, devido às características do próprio divisor de potência de cavidade, a onda estacionária na porta de saída e o isolamento da porta de saída não são apresentados como valores declarados.

4. Introdução aos acopladores4.1 Acoplador
Um acoplador é um componente que distribui parte da energia do sinal de entrada através do acoplamento de campos elétrico e magnético, tornando-se a saída de acoplamento, e a parte restante torna-se a saída de saída para completar a distribuição de energia.
Ø A distribuição de potência do acoplador é desigual.
Também chamado de amostrador de potência.

4.2 Diagrama de princípio do acoplador de rede de quatro portas

4.3 Classificação do acoplador

4.4 Acoplador direcional
Os acopladores direcionais são comumente usados ​​para amostrar sinais de micro-ondas em direções de fluxo específicas. O principal objetivo é separar e isolar sinais ou, inversamente, misturar diferentes sinais. Quando não há carga interna, os acopladores direcionais geralmente são uma rede de quatro portas.
Os acopladores direcionais são frequentemente implementados de duas maneiras:

Acoplador de cavidade 4.5

Características:Apresenta alta potência e baixa perda.

razão:
1. O fluido de enchimento dentro da cavidade é o ar. Durante o processo de transmissão, a dissipação do fluido causada pelo ar é muito menor.2. A faixa de acoplamento é geralmente feita de condutores com boa condutividade (como superfície de cobre banhada a prata), e a perda no condutor é basicamente desprezível.3. A cavidade é grande e dissipa o calor rapidamente. Ela suporta alta potência.

4.6 Diagrama esquemático do teste de índice do acoplador

Conforme ilustrado na figura, onde diretividade = isolamento - acoplamento, os dados não podem ser lidos diretamente.

5. Introdução à ponte de 3dB

Ponte de 5.13dB
O acoplador de ponte de 3dB é um tipo de acoplador direcional.Quando usado como um combinador de potência, os dois sinais de entrada são conectados a portas mutuamente isoladas, e as portas de saída acoplada e de passagem direta são recíprocas. Se usado como duas saídas, independentemente da perda, a soma da potência do sinal de entrada é dividida entre as duas portas de saída.Quando utilizada como saída de porta única, a outra saída deve ser conectada a uma carga de potência compatível para absorver a potência de saída da porta. Caso contrário, as características de transmissão do sistema serão seriamente afetadas. Ao mesmo tempo, isso também acarretará uma perda adicional de 3 dB, o que impactará o custo e a confiabilidade da parte ativa da aplicação do sistema.

5.2 Principais aplicações de engenharia
Utilizado principalmente na combinação de aplicações entre diferentes portadoras na mesma faixa de frequência.
Devido à natureza discreta do circuito e do processo de montagem, o isolamento da porta de entrada do acoplador de ponte é relativamente baixo, não sendo recomendável seu uso em aplicações de combinação entre diferentes faixas de frequência.

Em resumo, ao aplicar a combinação multifrequencial, exceto para frequências portadoras adjacentes na mesma banda de frequência (como frequências portadoras adjacentes na banda de downlink GSM), que só podem usar pontes de 3dB e não são adequadas para combinadores duplex/multiplex, recomenda-se priorizar os combinadores duplex/multiplex para melhorar os indicadores de desempenho do sistema e aumentar a confiabilidade.

5.3 Divisor de potência VS acoplador

6. Introdução ao combinador6.1 Combinador

ØFunction:
Combinar múltiplos sinais em um único sinal de saída.

ØCategory:
Classificação de acordo com as bandas de frequência combinadas reais

6.2 Combinador VS ponte VS divisor de potência

7. Introdução ao atenuador7.1 Atenuador

O atenuador é um componente recíproco de duas portas.
O atenuador mais comumente usado é o atenuador absorvente.
Os atenuadores coaxiais são geralmente usados ​​em engenharia, consistindo em redes de atenuação do tipo "π" ou "T".
Os atenuadores coaxiais geralmente são de dois tipos: atenuação fixa e atenuação variável.
Os atenuadores são usados ​​principalmente em sistemas de detecção para controlar a energia de transmissão do sinal de micro-ondas e consumir o excesso de energia, ampliando assim a faixa dinâmica da medição do sinal, como medidores de potência, analisadores de espectro, amplificadores, receptores, etc.

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