Az antenna hatékonysága az antenna által szolgáltatott teljesítménytől és az antenna által kisugárzott teljesítménytől függ.A rendkívül hatékony antenna az antennához szállított energia nagy részét kisugározza.A nem hatékony antenna elnyeli az antennán belül elvesztett energia nagy részét.A nem hatékony antennákon az impedancia eltérése miatt sok energia is visszaverődik.Csökkentse a nem hatékony antenna kisugárzott teljesítményét egy hatékonyabb antennához képest.
[Megjegyzés: Az antenna impedanciáját egy későbbi fejezet tárgyalja.Az impedancia eltérése az antennáról visszaverődő teljesítmény, mivel az impedancia helytelen érték.Ezért ezt impedancia eltérésnek nevezik.]
Az antennán belüli veszteség típusa a vezetési veszteség.A vezetési veszteségek az antenna véges vezetőképességéből adódnak.A veszteség másik mechanizmusa a dielektromos veszteség.Az antenna dielektromos veszteségei a dielektromos anyag vezetéséből adódnak.Szigetelőanyag lehet jelen az antennán belül vagy körülötte.
Az antenna hatásfokának a kisugárzott teljesítményhez viszonyított aránya az antenna bemeneti teljesítményeként írható fel.Ez az [1] egyenlet.Más néven sugárzási hatékonyságú antenna hatékonysága.
[1. egyenlet]
A hatékonyság egy arány.Ez az arány mindig 0 és 1 közötti mennyiség. A hatékonyságot gyakran százalékpontban adják meg.Például a 0,5-ös hatásfok akár 50%-kal is megegyezik.Az antenna hatékonyságát gyakran decibelben (dB) is adják.A 0,1-es hatásfok 10%-ot jelent.Ez is egyenlő -10 decibellel (-10 decibel).A 0,5-ös hatásfok 50%-ot jelent.Ez is egyenlő -3 decibellel (dB).
Az első egyenletet néha az antenna sugárzási hatékonyságának is nevezik.Ez különbözteti meg egy másik gyakran használt kifejezéstől, az antenna teljes hatékonyságának.Teljes effektív hatásfok Az antenna sugárzási hatékonysága szorozva az antenna impedancia eltérési veszteségével.Impedancia eltérések akkor lépnek fel, ha az antenna fizikailag csatlakozik az átviteli vonalhoz vagy a vevőhöz.Ez a [2] képletben foglalható össze.
[2. egyenlet]
képlet [2]
Az impedancia eltérési vesztesége mindig 0 és 1 közötti szám. Ezért az antenna általános hatásfoka mindig kisebb, mint a sugárzási hatásfok.Ennek megismétlésére, ha nincs veszteség, a sugárzási hatásfok megegyezik az impedancia eltérése miatti teljes antenna hatásfokkal.
A hatékonyság javítása az egyik legfontosabb antennaparaméter.Nagyon közel lehet a 100%-hoz parabolaantennával, kürtantennával vagy félhullámhosszú dipólussal anélkül, hogy veszteséges anyag lenne körülötte.A mobiltelefon-antennák vagy szórakoztatóelektronikai antennák általában 20–70%-os hatásfokkal rendelkeznek.Ez egyenértékű -7 dB -1,5 dB (-7, -1,5 dB).Gyakran az elektronika és az antennát körülvevő anyagok elvesztése miatt.Ezek általában elnyelik a kisugárzott energiát.Az energia hőenergiává alakul, és nincs sugárzás.Ez csökkenti az antenna hatékonyságát.Az autórádió antennái AM rádiófrekvencián működhetnek 0,01 antenna hatásfokkal.[Ez 1% vagy -20 dB.] Ez a hatástalanság abból adódik, hogy az antenna a működési frekvencián fél hullámhossznál kisebb.Ez nagymértékben csökkenti az antenna hatékonyságát.A vezeték nélküli kapcsolatok megmaradnak, mivel az AM műsorszóró tornyok nagyon nagy adási teljesítményt alkalmaznak.
Az impedancia eltérési veszteségeit a Smith diagram és az Impedanciaillesztés című fejezetek tárgyalják.Az impedanciaillesztés nagymértékben javíthatja az antenna hatékonyságát.
Antenna erősítés
A hosszú távú antennaerősítés azt írja le, hogy egy izotróp forráshoz viszonyítva mekkora teljesítményt továbbítanak a csúcssugárzási irányban.Az antennaerősítést gyakrabban említik az antenna specifikációs lapján.Az antenna erősítése azért fontos, mert figyelembe veszi a tényleges veszteségeket.
A 3 dB erősítésű antenna azt jelenti, hogy az antennától kapott teljesítmény 3 dB-lel sokkal nagyobb, mint egy veszteségmentes izotróp antenna ugyanolyan bemeneti teljesítménnyel.3 dB a tápellátás kétszeresének felel meg.
Az antenna erősítését néha az irány vagy a szög függvényében tárgyalják.Ha azonban egyetlen szám határozza meg az erősítést, akkor ez a szám a csúcserősítés minden irányban.Az antenna erősítésének "G"-je összehasonlítható a futurisztikus típusú "D" irányultságával.
[3. egyenlet]
Egy valódi antenna erősítése, amely akár egy nagyon nagy parabolaantenna is lehet, 50 dB.Az irányítottság akár 1,76 dB is lehet, mint egy valódi antennánál (például egy rövid dipólantennánál).Az irányítottság soha nem lehet kisebb 0 dB-nél.Az antenna csúcserősítése azonban tetszőlegesen kicsi lehet.Ennek oka a veszteségek vagy a hatékonyság hiánya.Az elektromosan kicsi antennák viszonylag kicsi antennák, amelyek az antenna működési frekvenciájának hullámhosszán működnek.A kis antennák nagyon hatástalanok lehetnek.Az antenna erősítése gyakran -10 dB alatt van, még akkor is, ha az impedancia eltérést nem vesszük figyelembe.
Feladás időpontja: 2023. november 16
