Коэффициент усиления антенны показывает её способность направлять излучение относительно изотропного источника с учётом эффективности. Для круглой апертуры параболической антенны используют G = η(πD/λ)², затем GдБи = 10 log10(G). Здесь D — полезный диаметр, λ — длина волны, η — коэффициент использования апертуры. Усиление электроники LNB — отдельная величина.
Почему пассивная антенна имеет усиление
Пассивный отражатель не создаёт мощность. Он концентрирует излучение в направлении; при приёме это соответствует эффективной площади сбора энергии. Направленность описывает форму распределения излучения, а усиление дополнительно учитывает эффективность.
дБи относится к изотропному излучателю, дБд — к полуволновому диполю. При соответствующих условиях отсчёта 0 дБд примерно равно 2,15 дБи. Проценты на спутниковом приёмнике не являются прямым измерением усиления.
1. Определите длину волны
Используйте λ = c/f, где c ≈ 299 792 458 м/с. На 12 ГГц λ ≈ 0,02498 м, то есть примерно 25 мм. Частота должна быть радиочастотой на антенне, а не промежуточной частотой после LNB.
2. Проверьте геометрию апертуры
Для круглого отверстия A = πD²/4. Размеры D и λ вводятся в одинаковых единицах. У офсетного отражателя видимая большая ось не всегда равна диаметру эквивалентной круглой апертуры. Нужны данные производителя или корректная геометрическая модель.
3. Обоснуйте эффективность
η учитывает отношение эффективной и геометрической площадей. На неё влияют облучение, перелив энергии за край, затенение, потери, ошибки фазы и поверхности. Значение 0,60 удобно для учебного примера, но не является гарантией для любой тарелки.
4. Рассчитайте линейное усиление и дБи
Для D = 0,60 м, f = 12 ГГц и η = 0,60: πD/λ ≈ 75,45; G ≈ 0,60 × 75,45² ≈ 3416; 10 log10(3416) ≈ 35,3 дБи.
| Диаметр | Усиление |
|---|---|
| 0,60 м | 35,3 дБи |
| 0,90 м | 38,9 дБи |
| 1,20 м | 41,4 дБи |
| 2,40 м | 47,4 дБи |
Таким образом, 2,40 м при этих условиях дают около 47,4 дБи, а не 40 дБи. Это расчёт по принятым условиям, не измеренные характеристики изделия Dolph.
Как использовать результат для выбора
При одинаковых частоте и эффективности удвоение диаметра увеличивает линейное усиление в четыре раза, примерно на 6 дБ. Обычно сужается луч, а требования к наведению и жёсткости опоры возрастают.
Для обратной оценки диаметра используйте D = (λ/π)√(G/η), предварительно преобразовав значение в дБи в линейное G = 10GдБи/10. Затем проверьте бюджет линии, покрытие спутника, поляризацию и погодный запас.
Что не описывает эта формула
Она не определяет скорость интернета, число каналов или усиление LNB. Ошибка наведения снижает доступный выигрыш в направлении спутника, а шум приёмника и кабельные потери влияют на качество всей линии. Формулу круглой апертуры нельзя механически применять к штырю, диполю или Яги.
В документации сравнивайте одну частоту, одну систему отсчёта и одинаковое определение усиления. Уточняйте, является ли число типовым, измеренным или гарантированным и учтено ли рассогласование.
Связь апертуры и усиления описана в Antenna-Theory. При рассмотрении антенн SATCOM Dolph Microwave задавайте частоту, поляризацию, размеры и условия установки. Материалы представлены на английском.
