Quasi-Yagi-Antennen-Arrays werden in 5G-Netzen aufgrund ihrer hohen Verstärkung und Richtwirkung häufig verwendet. Genaue Berechnungen sind für die Entwicklung effektiver Antennensysteme unerlässlich. Dieser Artikel bietet eine Schritt-für-Schritt-Anleitung für die Durchführung dieser Berechnungen.

Quasi-Yagi-Antennen verstehen

Eine Quasi-Yagi-Antenne besteht aus einem angetriebenen Element, einem Direktor und einem Reflektor, die zusammen die elektromagnetische Energie in eine bestimmte Richtung fokussieren und so die Signalstärke und -qualität in 5G-Anwendungen verbessern.

Schritt 1: Bestimmen der Betriebsfrequenz

Zunächst wird die Zielfrequenz für das 5G-Netz, typischerweise im Bereich von 3,3 GHz bis 3,8 GHz, ermittelt, die die Abmessungen der Antennenkomponenten beeinflusst.

Schritt 2: Berechnung der Wellenlänge

Die Wellenlänge ((Lambda)) wird nach folgender Formel berechnet:

(lambda = frac{c}{f})

wobei (c) die Lichtgeschwindigkeit (ca. 3 x 108 m/s und (f) die Frequenz in Hz ist.

Schritt 3: Elementlängen bestimmen

Die Länge des angetriebenen Elements beträgt typischerweise etwa die halbe Wellenlänge ((Lambda/2)), die Direktoren sind normalerweise etwas kürzer und der Reflektor etwas länger.

Zum Beispiel:

  • Antriebselement: (Lambda/2)
  • Direktoren: ca. 0,45(Lambda)
  • Reflektor: ca. 0,55(Lambda)

Schritt 4: Berechnen Sie den Abstand zwischen den Elementen

Der Abstand zwischen den Elementen beeinflusst die Richtwirkung der Antenne, der Abstand beträgt in der Regel das 0,1- bis 0,2-fache der Wellenlänge (Lambda).

Beispielsweise kann der Abstand zwischen dem angetriebenen Element und dem Direktor 0,15 (Lambda) betragen.

Schritt 5: Simulieren und Optimieren

Mit Hilfe einer elektromagnetischen Simulationssoftware die berechneten Abmessungen und den Abstand eingeben und Parameter zur Optimierung von Verstärkung und Bandbreite für die 5G-Leistung anpassen.