A hatékonyság egyantennaaz antenna azon képességére utal, hogy a bevitt elektromos energiát kisugárzott energiává alakítja át.A vezeték nélküli kommunikációban az antenna hatékonysága fontos hatással van a jelátvitel minőségére és az energiafogyasztásra.
Az antenna hatékonysága a következő képlettel fejezhető ki:
Hatékonyság = (kisugárzott teljesítmény / bemeneti teljesítmény) * 100%
Ezek közül a sugárzott teljesítmény az antenna által kisugárzott elektromágneses energia, a bemeneti teljesítmény pedig az antennába bevitt elektromos energia.
Az antenna hatékonyságát számos tényező befolyásolja, beleértve az antenna kialakítását, anyagát, méretét, működési frekvenciáját stb. Általánosságban elmondható, hogy minél nagyobb az antenna hatásfoka, annál hatékonyabban tudja a bemenő elektromos energiát kisugárzott energiává alakítani, ezáltal a jelátvitel minőségének javítása és az energiafogyasztás csökkentése.
Ezért a hatékonyság fontos szempont az antennák tervezése és kiválasztása során, különösen olyan alkalmazásokban, amelyek nagy távolságú átvitelt igényelnek, vagy szigorú energiafogyasztási követelményeket támasztanak.
1. Antenna hatékonysága
1.ábra
Az antenna hatásfokának fogalma az 1. ábra segítségével definiálható.
Az e0 teljes antennahatékonyságot a bemeneten és az antennaszerkezeten belüli antennaveszteségek kiszámításához használjuk.Az 1(b) ábrára hivatkozva ezek a veszteségek okai lehetnek:
1. Az átviteli vezeték és az antenna közötti eltérés miatti visszaverődések;
2. Vezető- és dielektromos veszteségek.
Az antenna teljes hatásfoka a következő képletből adódik:
Azaz a teljes hatásfok = az illesztési hatásfok, a vezető hatásfok és a dielektromos hatásfok szorzata.
Általában nagyon nehéz kiszámítani a vezető hatásfokát és a dielektromos hatásfokot, de ezek kísérletekkel meghatározhatók.A kísérletek azonban nem tudják megkülönböztetni a két veszteséget, ezért a fenti képlet átírható a következőképpen:
ecd az antenna sugárzási hatásfoka, Γ pedig a reflexiós együttható.
2. Nyereség és realizált nyereség
Egy másik hasznos mérőszám az antenna teljesítményének leírására az erősítés.Bár az antenna erősítése szorosan összefügg az irányítottsággal, ez egy olyan paraméter, amely az antenna hatékonyságát és irányíthatóságát egyaránt figyelembe veszi.Az irányítottság egy olyan paraméter, amely csak az antenna iránykarakterisztikáját írja le, tehát csak a sugárzási minta határozza meg.
Az antenna erősítése egy meghatározott irányban "az adott irányú sugárzás intenzitása és a teljes bemeneti teljesítmény arányának 4π-szerese".Ha nincs irány megadva, általában a maximális sugárzás irányába vesszük az erősítést.Ezért általában van:
Általánosságban ez a relatív erősítésre vonatkozik, amelyet úgy definiálnak, mint "egy meghatározott irányú teljesítményerősítés és a referencia antenna referenciairányú teljesítményének aránya".Az antenna bemeneti teljesítményének egyenlőnek kell lennie.A referenciaantenna lehet vibrátor, kürt vagy más antenna.A legtöbb esetben egy nem irányított pontforrást használnak referenciaantennaként.Ebből adódóan:
A teljes kisugárzott teljesítmény és a teljes bemeneti teljesítmény közötti összefüggés a következő:
Az IEEE szabvány szerint "Az erősítés nem tartalmazza az impedancia eltérésből (reflexiós veszteségből) és a polarizációs eltérésből (veszteségből) származó veszteségeket."Két nyereségfogalom létezik, az egyiket nyereségnek (G), a másikat pedig elérhető nyereségnek (Gre) hívják, ami figyelembe veszi a tükrözési/nem illesztési veszteségeket.
A nyereség és az irányítottság közötti kapcsolat a következő:
Ha az antenna tökéletesen illeszkedik az átviteli vonalhoz, azaz az antenna bemeneti impedanciája Zin egyenlő a vonal karakterisztikus impedanciájával Zc (|Γ| = 0), akkor az erősítés és az elérhető erősítés egyenlő (Gre = G ).
Ha többet szeretne megtudni az antennákról, látogasson el a következő oldalra:
Feladás időpontja: 2024. június 14
