Antennisuunnittelu ja suoritusten laskeminen ovat radioviestintäjärjestelmien keskeisiä näkökohtia. Ne vaikuttavat signaalin vahvuuteen, laatuun ja kattavuudeen. Tässä artikkelissa esitellään tosimaailman esimerkkejä näiden käsitteiden ja niiden käytännön sovellusten havainnollistamisesta.

Esimerkki 1: Yagi-Uda Antenna for Television Reception

Yagi-Uda-antennia käytetään laajasti television vastaanottamiseen sen suuren hyödyn ja suuntaominaisuuksien vuoksi. Sen suunnittelussa on mukana useita elementtejä, kuten ajettu elementti, heijastin ja ohjaimet. Tyypillisen Yagi-antennin hyöty voi olla jopa 20 dBi, mikä parantaa signaalin vastaanottoa kaukaisilta lähettimiltä.

Voiton laskeminen edellyttää antennin suorituksen ja tehokkuuden analysointia. Esimerkiksi Yagin viisiosainen elementti voi olla noin 8 dBi. Tehokkuuden menetysten vuoksi kokonaishyöty voisi olla noin 15-20 dBi, joka sopii kauko-tv-signaaleihin.

Esimerkki 2: Dipole Antenna mobiililaitteissa

Dipole antennit ovat yleisiä matkapuhelimissa yksinkertaisuuden ja kompaktin koon vuoksi. Ne saavat yleensä lähes 2,15 dBi:n hyödyn, joka riittää lyhyen kantaman viestintään. Suunnittelussa on mukana tasapainoinen johdin, jonka pituus on noin puolet käyttötaajuuden aallonpituudesta.

Dipolen voittolaskelmassa tarkastellaan sen säteilykuviota ja tehokkuutta. Koska dipolet ovat kaikkisuuntaisia vaakasuunnassa, niiden hyöty on suhteellisen pieni, mutta riittävä rajallisen alueen soluvälityksen kannalta.

Esimerkki 3: Parabolinen Dish Antenna for Satellite Communication

Paraboliset antennit käytetään satelliittilinkkejä, koska niiden suuri hyöty ja kapea palkinleveys. Tyypillinen astia voi olla halkaisijaltaan 3 metriä, joka tarjoaa voittoja yli 40 dBi. Saanti riippuu astian koko ja aallonpituus, lasketaan kaavalla:

]Gain (dBi) = 20 log10 (D / λ) + vakio[]

Kolmen metrin astiassa, joka toimii 12 GHz:n taajuuksilla (λ = 0,025 metriä), voitto voidaan arvioida seuraavasti:

Voitto ... 20 log[.10... (3 / 0.025) ... 20 log.10 (120) ... 20 × 2.08 ....

Yhteenveto voittolaskentamenetelmistä

Voittolaskenta vaihtelee antennityypin ja -sovelluksen mukaan. Yhteisiä menetelmiä ovat direktorointi, fyysiset mitat suhteessa aallonpituusin ja tehokkuusnäkökohdat. Nämä laskelmat auttavat optimoimaan antennien suorituskyvyn erityisiin viestintätarpeisiin.