Učinkovitost anantenase nanaša na sposobnost antene, da pretvori vhodno električno energijo v sevano energijo.Pri brezžičnih komunikacijah učinkovitost antene pomembno vpliva na kakovost prenosa signala in porabo energije.
Učinkovitost antene lahko izrazimo z naslednjo formulo:
Učinkovitost = (sevana moč / vhodna moč) * 100 %
Med njimi je sevana moč elektromagnetna energija, ki jo seva antena, in vhodna moč je vhod električne energije v anteno.
Na učinkovitost antene vpliva veliko dejavnikov, vključno z zasnovo antene, materialom, velikostjo, delovno frekvenco itd. Na splošno velja, da večja kot je učinkovitost antene, učinkoviteje lahko pretvori vhodno električno energijo v sevano energijo, s čimer izboljšanje kakovosti prenosa signala in zmanjšanje porabe energije.
Zato je učinkovitost pomemben vidik pri načrtovanju in izbiri anten, zlasti v aplikacijah, ki zahtevajo prenos na dolge razdalje ali imajo stroge zahteve glede porabe energije.
1. Učinkovitost antene
Slika 1
Koncept učinkovitosti antene lahko definiramo s sliko 1.
Skupna učinkovitost antene e0 se uporablja za izračun izgub antene na vhodu in znotraj strukture antene.Glede na sliko 1(b) so te izgube lahko posledica:
1. Odboji zaradi neusklajenosti med prenosnim vodom in anteno;
2. Prevodniške in dielektrične izgube.
Celotno učinkovitost antene lahko dobimo z naslednjo formulo:
To pomeni, skupna učinkovitost = produkt učinkovitosti neusklajenosti, učinkovitosti prevodnika in dielektrične učinkovitosti.
Običajno je zelo težko izračunati učinkovitost prevodnika in dielektrično učinkovitost, vendar ju je mogoče določiti s poskusi.Vendar poskusi ne morejo razlikovati obeh izgub, zato lahko zgornjo formulo prepišemo kot:
ecd je učinkovitost sevanja antene in Γ koeficient refleksije.
2. Dobiček in realizirani dobiček
Druga uporabna metrika za opis delovanja antene je pridobitev.Čeprav je ojačanje antene tesno povezano z usmerjenostjo, je to parameter, ki upošteva učinkovitost in usmerjenost antene.Usmerjenost je parameter, ki opisuje samo smerne karakteristike antene, torej jo določa samo sevalni vzorec.
Dobiček antene v določeni smeri je definiran kot "4π-kratnik razmerja med intenzivnostjo sevanja v tej smeri in skupno vhodno močjo."Če smer ni podana, se na splošno vzame dobiček v smeri največjega sevanja.Zato na splošno obstaja:
Na splošno se nanaša na relativno ojačenje, ki je definirano kot "razmerje med ojačenjem moči v določeni smeri in močjo referenčne antene v referenčni smeri".Vhodna moč te antene mora biti enaka.Referenčna antena je lahko vibrator, hupa ali druga antena.V večini primerov se kot referenčna antena uporablja neusmerjeni točkovni vir.Zato:
Razmerje med skupno sevano močjo in skupno vhodno močjo je naslednje:
V skladu s standardom IEEE "ojačanje ne vključuje izgub zaradi neusklajenosti impedance (izguba refleksije) in neusklajenosti polarizacije (izguba)."Obstajata dva koncepta ojačenja, eden se imenuje ojačenje (G), drugi pa se imenuje dosegljivo ojačenje (Gre), ki upošteva izgube zaradi refleksije/neusklajenosti.
Razmerje med pridobitvijo in usmerjenostjo je:
Če je antena popolnoma usklajena z oddajnim vodom, to je, da je vhodna impedanca antene Zin enaka karakteristični impedanci Zc voda (|Γ| = 0), potem sta ojačenje in dosegljivo ojačenje enaka (Gre = G ).
Če želite izvedeti več o antenah, obiščite:
Čas objave: 14. junij 2024
