Koristen parameter za izračun sprejemne moči antene jeefektivna površinaaliefektivna odprtina zaslonkePredpostavimo, da na anteno pada ravninski val z enako polarizacijo kot sprejemna antena. Nadalje predpostavimo, da val potuje proti anteni v smeri največjega sevanja antene (smer, iz katere bi se sprejela največja moč).

Potem paefektivna odprtina zaslonkeParameter opisuje, koliko moči se zajame iz danega ravninskega vala. Naj bopgostota moči ravninskega vala (v W/m^2). ČeP_tpredstavlja moč (v vatih) na antenskih priključkih, ki je na voljo sprejemniku antene, potem:

Efektivna površina torej preprosto predstavlja, koliko moči antena zajame iz ravninskega vala in jo odda. Ta površina upošteva izgube, ki so lastne anteni (ohmske izgube, dielektrične izgube itd.).

Splošna relacija za efektivno odprtino glede na najvišji ojačanje antene (G) katere koli antene je podana z:

Efektivno odprtino ali efektivno površino je mogoče izmeriti na dejanskih antenah s primerjavo z znano anteno z dano efektivno odprtino ali z izračunom z uporabo izmerjenega ojačanja in zgornje enačbe.

Učinkovita odprtina bo uporaben koncept za izračun sprejete moči iz ravninskega vala. Če želite to videti v praksi, pojdite na naslednji razdelek o Friisovi formuli za prenos.

Friisova prenosna enačba

Na tej strani predstavljamo eno najosnovnejših enačb v teoriji anten,Friisova prenosna enačbaZa izračun moči, prejete iz ene antene (z ojačanjem) se uporablja Friisova prenosna enačbaG1), ko se oddaja iz druge antene (z ojačanjemG2), ločene z razdaljoRin delujejo na frekvencifali valovna dolžina lambda. To stran je vredno prebrati nekajkrat in jo je treba v celoti razumeti.

Izpeljava Friisove formule za prenos

Za začetek izpeljave Friisove enačbe si predstavljajte dve anteni v prostem prostoru (brez ovir v bližini), ki sta ločeni z razdaljoR:

Predpostavimo, da se oddajni anteni dovaja skupna moč （） vati. Zaenkrat predpostavimo, da je oddajna antena vsesmerna, brez izgub in da je sprejemna antena v daljnem polju oddajne antene. Potem je gostota močip(v vatih na kvadratni meter) ravninskega vala, ki pada na sprejemno anteno na razdaljiRiz oddajne antene je podan z:

Slika 1. Oddajna (Tx) in sprejemna (Rx) antena, ločeni zR.

Če ima oddajna antena ojačanje antene v smeri sprejemne antene, ki je določeno z (), potem zgornja enačba gostote moči postane:

Člen ojačanja upošteva usmerjenost in izgube realne antene. Predpostavimo, da ima sprejemna antena efektivno odprtino, ki jo določa（）Potem je moč, ki jo sprejme ta antena (), podana z:

Ker se efektivna odprtina za katero koli anteno lahko izrazi tudi kot:

Nastalo prejeto moč lahko zapišemo kot:

Enačba 1

To je znano kot Friisova formula za prenos. Povezuje izgubo v prostem prostoru, ojačanje antene in valovno dolžino s sprejeto in oddajno močjo. To je ena od temeljnih enačb v teoriji anten in si jo je treba zapomniti (kot tudi zgornjo izpeljavo).

Druga uporabna oblika Friisove prenosne enačbe je podana v enačbi [2]. Ker sta valovna dolžina in frekvenca f povezani s hitrostjo svetlobe c (glejte uvod na stran o frekvenci), imamo Friisovo prenosno formulo v smislu frekvence:

Enačba2

Enačba [2] kaže, da se pri višjih frekvencah izgubi več moči. To je temeljni rezultat Friisove prenosne enačbe. To pomeni, da bo pri antenah z določenimi ojačanji prenos energije največji pri nižjih frekvencah. Razlika med prejeto in oddano močjo je znana kot izguba poti. Povedano drugače, Friisova prenosna enačba pravi, da je izguba poti večja pri višjih frekvencah. Pomena tega rezultata Friisove prenosne formule ni mogoče preceniti. Zato mobilni telefoni običajno delujejo na manj kot 2 GHz. Pri višjih frekvencah je morda na voljo več frekvenčnega spektra, vendar s tem povezana izguba poti ne bo omogočila kakovostnega sprejema. Kot nadaljnja posledica Frisove prenosne enačbe predpostavimo, da vas vprašajo o antenah 60 GHz. Glede na to, da je ta frekvenca zelo visoka, bi lahko trdili, da bo izguba poti previsoka za komunikacijo na dolge razdalje – in imate popolnoma prav. Pri zelo visokih frekvencah (60 GHz se včasih imenuje mm (milimetrsko valovno območje)) je izguba poti zelo velika, zato je možna le komunikacija od točke do točke. Do tega pride, ko sta sprejemnik in oddajnik v istem prostoru in obrnjena drug proti drugemu. Kot nadaljnja posledica Friisove formule za prenos, ali menite, da so mobilni operaterji zadovoljni z novim pasom LTE (4G), ki deluje na 700 MHz? Odgovor je pritrdilen: to je nižja frekvenca od tiste, na kateri tradicionalno delujejo antene, vendar iz enačbe [2] ugotavljamo, da bo zato tudi izguba poti manjša. Zato lahko s tem frekvenčnim spektrom "pokrijejo več ozemlja", direktor podjetja Verizon Wireless pa ga je pred kratkim prav zaradi tega poimenoval "visokokakovostni spekter". Opomba: Po drugi strani pa bodo morali proizvajalci mobilnih telefonov v kompaktno napravo vgraditi anteno z večjo valovno dolžino (nižja frekvenca = večja valovna dolžina), zato je delo oblikovalca antene postalo nekoliko bolj zapleteno!

Če antene niso polarizacijsko usklajene, se lahko zgornja sprejeta moč pomnoži s faktorjem polarizacijskih izgub (PLF), da se pravilno upošteva ta neusklajenost. Zgornjo enačbo [2] je mogoče spremeniti, da se dobi posplošena Friisova formula za prenos, ki vključuje polarizacijsko neusklajenost: