Porównanie izolacji anten szerokopasmowych i wąskopasmowych

Porównanie izolacji anten szerokopasmowych i wąskopasmowych

Izolacja
Anteny szerokopasmowe i w skopasmowe
W literaturze technicznej mo na znale
ró ne
Szeroko
pasma nowoczesnych elementów
opinie, na temat okre lenia, kiedy antena mo e
promieniuj cych
zosta nazwana szerokopasmow .
okre lany dla nich zakres cz stotliwo ci, dla
Niektórzy
producenci
nazywaj
anten
znacznie
wykracza
poza
którego w katalogach podawane s
takie
parametry jak: VSWR, zysk, szeroko
wi zki
„szerokopasmow ” ju wtedy, gdy przy pomocy
promieniowania,
tylko jednej anteny mo na pokry dany zakres
krzy owej CPR (Cross Polar Ratio), itp. Sygnały
cz stotliwo ci, np. 880-960 MHz.
o
współczynnik
cz stotliwo ciach
powy ej
polaryzacji
i
poni ej
katalogowego zakresu cz stotliwo ci s równie
W
terminologii
Kathrein
antena
jest
przenoszone przez anteny, ale ze znacznym
„szerokopasmowa” je li mo e ona pracowa w
pogorszeniem ich parametrów.
minimum dwóch zakresach cz stotliwo ci, np.
Sytuacj
t
mo na zobrazowa na przykładzie
1710-2170 MHz dla GSM 1800 i UMTS.
arówki przeznaczonej do pracy przy napi ciu
Trzymaj c si tej terminologii antena pracuj ca
200-240V, która działała równie przy napi ciu
tylko w jednym zakresie cz stotliwo ci jest
180 V, ale jej wiatło nie jest ju tak jasne.
w skopasmowa.
Co wyró nia anten
szerokopasmow
od
w skopasmowej?
Jakie czynniki wpływaj
na warto
izolacji
anten?
Odległo
mocowania
Wiele osób prac anteny przyrównuje do pracy
Kierunek promieniowania
filtru. Je li dana antena jest przeznaczona do
Szeroko
pracy w zakresie 1710-1880 MHz, wówczas nie
Zysk
b dzie działa przy 1900 MHz. Id c dalej tym
VSWR / Niedopasowanie
tokiem rozumowania mo na przyj
Elektryczne pochylenie wi zki
, e izolacja
dwóch anten w skopasmowych pracuj cych w
wi zki promieniowania
Typ anteny i jej kształt
s siaduj cym zakresie cz stotliwo ci b dzie
lepsza ni
dwóch podobnych anten w wersji
szerokopasmowej,
prawd .
Kathrein Poland Sp. z o.o.
ul. Bokserska 64
02-690 Warszawa
Poland
co
oczywi cie
nie
jest
Które z powy szych czynników s zwi zane z
charakterystyk
anten szerokopasmowych i
w skopasmowych?
Telefon: +48 (22) 420 21 22
Telefax: +48 (22) 420 21 11
e-mail: [email protected]
www.kathrein.pl
Deutsche Bank PBC S.A. 52 1910 1123 2403 4508 2121 0001
NIP:
REGON:
KRS:
KAPITAŁ:
5213300898
015795746
0000 215 351
500 000 PLN
Odległo
mocowania
zainstalowane s
Kierunek promieniowania
na tym samym poziomie na
jednym maszcie.
Porównywanie
anten
szeroko-
w skopasmowych,
musi odbywa
si
i
W odległo ci poni ej 10 długo ci fali od anteny
przy
mamy do czynienia z polem bliskim, dla którego
zachowaniu tych samych odległo ci mocowania
podany
w
katalogu zysk
i tego samego kierunku promieniowania, aby
zastosowania.
podczas analizy czynniki te mogły zosta
wzgl dem cz stotliwo ci zarówno dla anten
pomini te.
w skopasmowych jak i szerokopasmowych nie
Zatem
anteny
adna
b dzie miała wpływu na warto
Szeroko
nie
jego
ma
zmiana
izolacji.
wi zki promieniowania
Je li dwie anteny s skierowane w tym samym
VSWR / Niedopasowanie
kierunku, to warto
Antena
izolacji jest wyznaczana
O
w skopasmowa
wykazuje
wy szy
przez promieniowanie na k cie +/-90 od tego
współczynnik
VSWR
kierunku (promieniowanie w kierunku ka dej z
s siaduj cych
ni
anten).
zaprojektowana dla tego zakresu cz stotliwo ci.
Je li
szeroko
wi zki
wzro nie,
moc
cz stotliwo ci
dla
antena
szerokopasmowa
Wynikaj ce z tego odbicia sygnału powoduj
promieniowania w danym kierunku równie
tłumienie,
wzro nie, a współczynnik izolacji zmaleje. Zatem
niedopasowania (mismatch loss). Parametr ten
anteny o k cie połowy mocy 90O maj znacznie
opisuje wpływ współczynnika VSWR na cały
mniejsz
system. Warto
warto
izolacji ni
anteny o wi zce
O
które
jest
nazywane
stratami
ta jest zazwyczaj ni sza ni
promieniowania 65 .
warto
Porównuj c anteny szeroko- i w skopasmowe,
Dla warto ci strat odbicia (am) ok. 0,18 dB,
aspekt szeroko ci wi zki nie musi by brany pod
współczynnik VSWR przyjmuje warto
uwag . Ró nice w szeroko ci wi zki wzgl dem
ju przy am=1,95 dB współczynnik fali stoj cej
cz stotliwo ci s
osi ga bardzo niekorzystn
cz
bardzo małe, a dodatkowo
ciowo same si
one wpływu na warto
kompensuj ,
e nie maj
zakładana, podawana w katalogach.
warto
1,5, ale
równ
4
(rys. 1). Wzrost strat niedopasowania powoduje
izolacji.
wzrost izolacji pomi dzy dwiema antenami.
Zysk
Dla przypadku opisanego powy ej izolacja
Nie jest tajemnic , e zysk anteny maleje poza
pomi dzy dwiema antenami w skopasmowymi,
okre lonym dla anteny zakresem cz stotliwo ci.
przy VSWR równym 4 poza pasmem anteny,
Dobra
w
wzrosła by tylko o 1,77 dB w porównaniu do
z
anteny szerokopasmowej gdzie VSWR jest
izolacja
przypadkach,
anten
gdy
jest
mamy
do
konieczna
czynienia
niewielk odległo ci pomi dzy zamontowanymi
równy 1,5 w całym zakresie cz stotliwo ci.
antenami np. gdy dwie anteny z ró nych sieci
Kathrein Poland Sp. z o.o.
ul. Bokserska 64
02-690 Warszawa
Poland
Telefon: +48 (22) 420 21 22
Telefax: +48 (22) 420 21 11
e-mail: [email protected]
www.kathrein.pl
Deutsche Bank PBC S.A. 52 1910 1123 2403 4508 2121 0001
NIP:
REGON:
KRS:
KAPITAŁ:
5213300898
015795746
0000 215 351
500 000 PLN
Rysunek 1. Przykład zale no ci VSWR i strat niedopasowania.
Elektryczne pochylenie wi zki
konstrukcj
Anteny z elektrycznym pochyleniem wi zki
izolacj .
wykazuj
wy sz
Aneks).
warto
Zmienne
promieniuj cych
fazy
elementów
utrudniaj
wzajemne
Do porównania anten w skopasmowych i
szerokopasmowych nale y przyj
ten
sam k t pochylenia wi zki.
maj pr dy biegn ce w ekranie reflektora.
Pr dy te s zale ne od konstrukcji anteny i
rodzaju elementów promieniuj cych (dipol/
linia paskowa).
Przykładem, który pokazuje pobie no
dyskusji na temat porównywania izolacji
anten
w skopasmowych
i
Zakładaj c, e obydwa systemy pracuj na
tej samej wie y,
szczególnie krytyczna
jest izolacja pomi dzy zakresem Tx dla
CDMA 800 (869 – 894 MHz) i zakresem
Rx dla GSM 900 (890-915 MHz).
wykorzystuj ce
od wielu lat i niezawodn
Kathrein Poland Sp. z o.o.
ul. Bokserska 64
02-690 Warszawa
Poland
GSM 900
800 i GSM 900 (Rys.2).
Znacz cy wpływ na izolacj w polu bliskim
sprawdzon
Przypadek szczególny: CDMA 800 –
szerokopasmowych jest przypadek CDMA
Typ anteny i jej kształt
Kathrein
bardzo dobr
izolacji (patrz
oddziaływanie anten.
Anteny
dipoli wykazuj
Mamy tu do czynienia z zaz bianiem si
zakresów
cz stotliwo ci,
Telefon: +48 (22) 420 21 22
Telefax: +48 (22) 420 21 11
e-mail: [email protected]
www.kathrein.pl
Deutsche Bank PBC S.A. 52 1910 1123 2403 4508 2121 0001
NIP:
REGON:
KRS:
KAPITAŁ:
przez
co
5213300898
015795746
0000 215 351
500 000 PLN
separacja systemów nawet przy u yciu
wszystkie inne czynniki maj
filtrów nie jest mo liwa, nie mówi c ju o
mniejszy wpływ, wówczas warto
poprawie
dla anten w skopasmowych jest o 2-3 dB
izolacji
za
pomoc
anten
w skopasmowych.
wy sza ni
znacznie
izolacji
anten szerokopasmocych, co
jest i tak mało znacz ce w przypadku, gdy
izolacja
anteny
wymagana
jest
Podsumowanie
poziomie 30 dB. Du o wa niejsza ni
Najwi ksze znaczenie przy porównywaniu
niewielka
izolacji
warto
anten
szerokopasmowych
w skopasmowych
niedopasowania.
Rysunek 2.
maj
Je li
i
straty
zało ymy,
ró nica,
jest
ta
bezwzgl dna
separacji anten, która zale y od
typu anteny i jej kształtu.
e
Zakresy cz stotliwo ci dla CDMA 800 i GSM 900.
Kathrein Poland Sp. z o.o.
ul. Bokserska 64
02-690 Warszawa
Poland
na
Telefon: +48 (22) 420 21 22
Telefax: +48 (22) 420 21 11
e-mail: [email protected]
www.kathrein.pl
Deutsche Bank PBC S.A. 52 1910 1123 2403 4508 2121 0001
NIP:
REGON:
KRS:
KAPITAŁ:
5213300898
015795746
0000 215 351
500 000 PLN
Aneks
Kathrein Poland Sp. z o.o.
ul. Bokserska 64
02-690 Warszawa
Poland
Telefon: +48 (22) 420 21 22
Telefax: +48 (22) 420 21 11
e-mail: [email protected]
www.kathrein.pl
Deutsche Bank PBC S.A. 52 1910 1123 2403 4508 2121 0001
NIP:
REGON:
KRS:
KAPITAŁ:
5213300898
015795746
0000 215 351
500 000 PLN