Učinkovitost antene je povezana z močjo, ki se dovaja anteni, in močjo, ki jo antena seva. Visoko učinkovita antena bo sevala večino energije, ki se dovaja anteni. Neučinkovita antena absorbira večino energije, ki se izgubi v anteni. Neučinkovita antena ima lahko tudi veliko odbite energije zaradi neusklajenosti impedance. Zmanjšajte sevano moč neučinkovite antene v primerjavi z učinkovitejšo anteno.
[Opomba: Impedanca antene je obravnavana v kasnejšem poglavju. Neusklajenost impedance je odbita moč antene, ker je impedanca napačne vrednosti. Zato se to imenuje neusklajenost impedance.]
Vrsta izgube v anteni je izguba zaradi prevodnosti. Izgube zaradi prevodnosti so posledica končne prevodnosti antene. Drug mehanizem izgube so dielektrične izgube. Dielektrične izgube v anteni so posledica prevodnosti v dielektričnem materialu. Izolacijski material je lahko prisoten znotraj ali okoli antene.
Razmerje med izkoristkom antene in sevano močjo lahko zapišemo kot vhodno moč antene. To je enačba [1]. Znano tudi kot izkoristek sevanja, izkoristek antene.
[Enačba 1]
Izkoristek je razmerje. To razmerje je vedno količina med 0 in 1. Izkoristek je pogosto podan v odstotkih. Na primer, izkoristek 0,5 je do 50 % enak. Izkoristek antene je pogosto naveden tudi v decibelih (dB). Izkoristek 0,1 je enak 10 %. To je enako tudi -10 decibelom (-10 decibelov). Izkoristek 0,5 je enak 50 %. To je enako tudi -3 decibelom (dB).
Prva enačba se včasih imenuje sevalna učinkovitost antene. To jo razlikuje od drugega pogosto uporabljenega izraza, imenovanega skupna učinkovitost antene. Skupna efektivna učinkovitost Sevalna učinkovitost antene, pomnožena z izgubo zaradi neusklajenosti impedance antene. Izgube zaradi neusklajenosti impedance nastanejo, ko je antena fizično priključena na daljnovod ali sprejemnik. To lahko povzamemo v formuli [2].
[Enačba 2]
formula [2]
Izguba zaradi neusklajenosti impedance je vedno število med 0 in 1. Zato je celotna učinkovitost antene vedno manjša od učinkovitosti sevanja. Da ponovimo, če ni izgub, je učinkovitost sevanja enaka celotni učinkovitosti antene zaradi neusklajenosti impedance.
Izboljšanje učinkovitosti je eden najpomembnejših parametrov antene. Pri satelitski anteni, rogovi ali dipolu s polovično valovno dolžino brez kakršnega koli materiala z izgubami okoli njega je lahko učinkovitost zelo blizu 100 %. Antene za mobilne telefone ali potrošniško elektroniko imajo običajno učinkovitost od 20 % do 70 %. To je enakovredno -7 dB do -1,5 dB (-7, -1,5 dB). Pogosto je to posledica izgube elektronike in materialov, ki obdajajo anteno. Ti ponavadi absorbirajo nekaj sevane moči. Energija se pretvori v toplotno energijo in ni sevanja. To zmanjša učinkovitost antene. Antene za avtomobilske radijske sprejemnike lahko delujejo na AM radijskih frekvencah z učinkovitostjo antene 0,01. [To je 1 % ali -20 dB.] Ta neučinkovitost je posledica dejstva, da je antena pri delovni frekvenci manjša od polovice valovne dolžine. To močno zmanjša učinkovitost antene. Brezžične povezave se ohranjajo, ker AM oddajni stolpi uporabljajo zelo visoko oddajno moč.
Izgube zaradi neusklajenosti impedance so obravnavane v razdelkih Smithov diagram in Usklajevanje impedance. Usklajevanje impedance lahko močno izboljša učinkovitost antene.
Dobitek antene
Dolgoročni ojačanje antene opisuje, koliko moči se prenese v smeri največjega sevanja glede na izotropni vir. Ojačanje antene je pogosteje navedeno v specifikacijskem listu antene. Ojačanje antene je pomembno, ker upošteva dejanske izgube, ki nastanejo.
Antena z ojačanjem 3 dB pomeni, da je moč, ki jo prejme antena, za 3 dB veliko višja od moči, ki bi jo prejela iz izotropne antene brez izgub z enako vhodno močjo. 3 dB je enakovredno dvakratni moči napajanja.
O ojačanju antene se včasih razpravlja kot o funkciji smeri ali kota. Ko pa ojačanje določa ena sama številka, je to največje ojačanje za vse smeri. "G" ojačanja antene lahko primerjamo z usmerjenostjo "D" futurističnega tipa.
[Enačba 3]
Ojačanje prave antene, ki je lahko tako visoka kot zelo velika satelitska antena, je 50 dB. Usmerjenost je lahko tako nizka kot pri pravi anteni (na primer pri kratki dipolni anteni), saj znaša le 1,76 dB. Usmerjenost nikoli ne more biti manjša od 0 dB. Vendar pa je lahko najvišje ojačanje antene poljubno majhno. To je posledica izgub ali neučinkovitosti. Električno majhne antene so relativno majhne antene, ki delujejo na valovni dolžini frekvence, na kateri deluje antena. Majhne antene so lahko zelo neučinkovite. Ojačanje antene je pogosto pod -10 dB, tudi če se ne upošteva impedančna neusklajenost.
Čas objave: 16. november 2023
