Učinkovitostantenase nanaša na sposobnost antene, da pretvori vhodno električno energijo v sevano energijo. V brezžičnih komunikacijah ima učinkovitost antene pomemben vpliv na kakovost prenosa signala in porabo energije.
Učinkovitost antene lahko izrazimo z naslednjo formulo:
Izkoristek = (sevana moč / vhodna moč) * 100 %
Med njimi je sevana moč elektromagnetna energija, ki jo seva antena, vhodna moč pa je električna energija, ki se dovaja anteni.
Na učinkovitost antene vpliva veliko dejavnikov, vključno z zasnovo antene, materialom, velikostjo, delovno frekvenco itd. Na splošno velja, da višja kot je učinkovitost antene, učinkoviteje lahko pretvori vhodno električno energijo v sevano energijo, s čimer se izboljša kakovost prenosa signala in zmanjša poraba energije.
Zato je učinkovitost pomemben dejavnik 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 opredelimo s pomočjo slike 1.
Skupni izkoristek antene e0 se uporablja za izračun izgub antene na vhodu in znotraj antenske strukture. Glede na sliko 1(b) so te izgube lahko posledica:
1. Odboji zaradi neusklajenosti med daljnovodom in anteno;
2. Izgube prevodnikov in dielektričnih izgub.
Skupno učinkovitost antene lahko izračunamo po naslednji formuli:
To pomeni, da je skupna učinkovitost = produkt učinkovitosti neusklajenosti, učinkovitosti prevodnika in dielektrične učinkovitosti.
Izračun izkoristka prevodnika in dielektričnega izkoristka je običajno zelo težaven, vendar ju je mogoče določiti s poskusi. Vendar pa poskusi ne morejo ločiti teh dveh izgub, zato lahko zgornjo formulo prepišemo kot:
ecd je sevalna učinkovitost antene, Γ pa je koeficient odboja.
2. Dobiček in realizirani dobiček
Druga uporabna metrika za opis delovanja antene je ojačanje. Čeprav je ojačanje antene tesno povezano z usmerjenostjo, je to parameter, ki upošteva tako učinkovitost kot usmerjenost antene. Usmerjenost je parameter, ki opisuje le usmerjene značilnosti antene, zato jo določa le diagram sevanja.
Ojačanje antene v določeni smeri je definirano kot "4π-kratnik razmerja med intenzivnostjo sevanja v tej smeri in skupno vhodno močjo." Kadar smer ni določena, se običajno vzame ojačanje v smeri največjega sevanja. Zato običajno velja:
Na splošno se nanaša na relativni dobiček, ki je opredeljen kot "razmerje med dobičkom moči v določeni smeri in močjo referenčne antene v referenčni smeri". Vhodna moč te antene mora biti enaka. Referenčna antena je lahko vibrator, rog 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 (izgube zaradi odboja) in neusklajenosti polarizacije (izgube)." Obstajata dva koncepta ojačenja, eden se imenuje ojačanje (G), drugi pa se imenuje dosegljivo ojačanje (Gre), ki upošteva izgube zaradi odboja/neusklajenosti.
Razmerje med ojačanjem in usmerjenostjo je:
Če je antena popolnoma usklajena z daljnovodom, torej je vhodna impedanca antene Zin enaka karakteristični impedanci Zc voda (|Γ| = 0), potem sta ojačanje in dosegljivo ojačanje enaka (Gre = G).
Če želite izvedeti več o antenah, obiščite:
Čas objave: 14. junij 2024
