Ефективността на антената е свързана с мощността, подадена към антената, и мощността, излъчвана от антената.Високоефективната антена ще излъчва по-голямата част от енергията, доставена на антената.Една неефективна антена поглъща по-голямата част от мощността, загубена в антената.Една неефективна антена също може да има много отразена енергия поради несъответствие на импеданса.Намалете излъчваната мощност на неефективна антена в сравнение с по-ефективна антена.
[Странична бележка: Импедансът на антената се обсъжда в следваща глава.Несъответствието на импеданса е отразена мощност от антената, тъй като импедансът е неправилна стойност.Следователно това се нарича несъответствие на импеданса.]
Типът загуба в антената е загуба на проводимост.Загубите на проводимост се дължат на крайната проводимост на антената.Друг механизъм на загуба е диелектрична загуба.Диелектричните загуби в антената се дължат на проводимост в диелектричния материал.Вътре или около антената може да има изолационен материал.
Съотношението на ефективността на антената към излъчената мощност може да се запише като входна мощност на антената.Това е уравнение [1].Известен също като радиационна ефективност на антената.
[Уравнение 1]
Ефективността е съотношение.Това съотношение винаги е величина между 0 и 1. Ефективността често се дава в процентен пункт.Например ефективност от 0,5 е до 50% същата.Ефективността на антената също често се цитира в децибели (dB).Ефективност от 0,1 е равна на 10%.Това също е равно на -10 децибела (-10 децибела).Ефективност от 0,5 е равна на 50%.Това също е равно на -3 децибела (dB).
Първото уравнение понякога се нарича радиационна ефективност на антената.Това го отличава от друг често използван термин, наречен обща ефективност на антената.Обща ефективна ефективност Ефективността на излъчване на антената, умножена по загубата на несъответствие на импеданса на антената.Загубите на несъответствие на импеданса възникват, когато антената е физически свързана към предавателната линия или приемника.Това може да се обобщи във формула [2].
[Уравнение 2]
формула [2]
Загубата на несъответствие на импеданса винаги е число между 0 и 1. Следователно общата ефективност на антената винаги е по-малка от ефективността на излъчване.За да повторим това, ако няма загуби, ефективността на излъчване е равна на общата ефективност на антената поради несъответствие на импеданса.
Подобряването на ефективността е един от най-важните параметри на антената.Може да бъде много близо до 100% със сателитна антена, рупорна антена или дипол с половин дължина на вълната без никакви загуби около него.Антените за мобилни телефони или антените за потребителска електроника обикновено имат ефективност от 20% -70%.Това е еквивалентно на -7 dB -1,5 dB (-7, -1,5 dB).Често поради загуба на електроника и материали около антената.Те са склонни да абсорбират известна излъчена мощност.Енергията се преобразува в топлинна енергия и няма излъчване.Това намалява ефективността на антената.Автомобилните радио антени могат да работят на AM радиочестоти с ефективност на антената от 0,01.[Това е 1% или -20 dB.] Тази неефективност се дължи на факта, че антената е по-малка от половината дължина на вълната при работната честота.Това значително намалява ефективността на антената.Безжичните връзки се поддържат, тъй като кулите за AM излъчване използват много висока предавателна мощност.
Загубите от несъответствие на импеданса се обсъждат в разделите за диаграмата на Смит и съгласуване на импеданса.Съгласуването на импеданса може значително да подобри ефективността на антената.
Усилване на антената
Дългосрочното усилване на антената описва колко мощност се предава в посоката на пиковото излъчване спрямо изотропен източник.Усилването на антената е по-често цитирано в спецификационния лист на антената.Усилването на антената е важно, защото отчита действителните загуби, които възникват.
Антена с 3 dB усилване означава, че мощността, получена от антената, е с 3 dB много по-висока, отколкото би била получена от изотропна антена без загуби със същата входна мощност.3 dB е еквивалентно на двойно захранване.
Усилването на антената понякога се обсъжда като функция на посоката или ъгъла.Въпреки това, когато едно число определя усилването, тогава това число е пиковото усилване за всички посоки."G" на усилването на антената може да се сравни с насочеността на "D" от футуристичен тип.
[Уравнение 3]
Коефициентът на усилване на истинска антена, който може да достигне колкото много голяма сателитна чиния, е 50 dB.Насочеността може да бъде толкова ниска, колкото 1,76 dB като истинска антена (като къса диполна антена).Насочеността никога не може да бъде по-малка от 0 dB.Пиковото усилване на антената обаче може да бъде произволно малко.Това се дължи на загуби или неефективност.Електрически малките антени са относително малки антени, които работят на дължината на вълната на честотата, на която работи антената.Малките антени могат да бъдат много неефективни.Усилването на антената често е под -10 dB, дори когато несъответствието на импеданса не се взема предвид.
Време на публикуване: 16 ноември 2023 г
