Dämpfung

Bei der Ausbreitung von Hochfrequenzsignalen ist die Dämpfung unvermeidbar. Dämpfung bedeutet wörtlich die Verringerung der Signalstärke. Genauer gesagt: Wenn sich das Signal im Übertragungsmedium ausbreitet, wird ein Teil der Energie in Wärmeenergie umgewandelt oder vom Übertragungsmedium absorbiert, was zu einer kontinuierlichen Abschwächung des Signals führt. Dieses Phänomen wird als Dämpfung bezeichnet. Die Abnahme der Signalamplitude des UHF-RFID-Lesegeräts nach dem Durchgang durch Wasser ist ein Beispiel für Dämpfung. Die allgemeine Dämpfung wird mit L (Verlust) bezeichnet.

Dämpfung bei der HF-Ausbreitung tritt an folgenden Stellen auf:

• Im Kabel – Der Widerstand zwischen Kabel und Stecker wandelt Hochfrequenzenergie in Wärme um.
• Die durch den Weg in der Luft verursachte Energieausdehnung ist der größte Ausfallfaktor; Staub, Regen und Nebel in der Luft führen zu Ausfällen.
• Passive Bauteile im System erhitzen sich, was zum Ausfall des HF-Signals führt.
• Künstlich in das System eingefügt, um die Aufrichtigkeit (nützlich) zu verringern.

Gewinnen

1) HF-Verstärkung

Verstärkung ist das Gegenteil von Dämpfung und führt zu einer Erhöhung der HF-Signalstärke. HF-Verstärkung (nicht Antennengewinn) wird durch aktive Bauelemente erzeugt. Um ein Signal zu verstärken, muss ihm die entsprechende Energie zugeführt werden. Im Allgemeinen wird die Verstärkung wie folgt ausgedrückt: Verstärkung:

Unter ihnen P_o stellt die Ausgangsleistung dar, und P_i stellt die Eingangsleistung dar. Der Verstärkungsfaktor (in dB) ist bei Dämpfung negativ._o ist kleiner als P_iDer Verstärkungswert (in dB) ist positiv für Verstärkung und Po ist größer als P_iWenn eine positive Verstärkung erzielt wird, muss dem Verstärkergerät externe Energie zugeführt werden, um eine Signalverstärkung zu erreichen.

Die folgende Abbildung zeigt ein schematisches Diagramm der Dämpfung und Verstärkung. Passive Bauelemente dämpfen das Signal, um die Amplitude zu reduzieren und Wärmeverluste zu erzeugen; aktive Bauelemente erhöhen die Amplitude. Die Betriebsfrequenz des Signals bleibt unabhängig von Verstärkung und Dämpfung unverändert.

2) Antennengewinn

Bei der Antennenverstärkung ist zu beachten, dass diese sich grundlegend von der HF-Verstärkung unterscheidet. Die Verstärkung einer Antenne dient der Steigerung der Energieintensität in einer bestimmten Richtung, nicht der Erhöhung der Gesamtenergie. Antennen sind im Allgemeinen passive Bauelemente und können keine zusätzliche Energie zur Verstärkung des HF-Signals bereitstellen. Die Abbildung unten zeigt ein schematisches Diagramm der Abstrahlung einer topfförmigen Mikrowellenantenne. Senden und Empfangen mit dieser Antenne sind ausreichend, um die gesamte Energie auf den Hauptstrahl zu konzentrieren; es findet keine weitere Energiesteigerung statt.