Ефективността наантенасе отнася до способността на антената да преобразува входната електрическа енергия в излъчена енергия. В безжичните комуникации ефективността на антената има важно влияние върху качеството на предаване на сигнала и консумацията на енергия.
Ефективността на антената може да се изрази със следната формула:
Ефективност = (Излъчвана мощност / Входна мощност) * 100%
Сред тях, излъчената мощност е електромагнитната енергия, излъчвана от антената, а входната мощност е електрическата енергия, подавана към антената.
Ефективността на антената се влияе от много фактори, включително дизайн на антената, материал, размер, работна честота и др. Най-общо казано, колкото по-висока е ефективността на антената, толкова по-ефективно тя може да преобразува входната електрическа енергия в излъчена енергия, като по този начин подобрява качеството на предаване на сигнала и намалява консумацията на енергия.
Следователно, ефективността е важен фактор при проектирането и избора на антени, особено в приложения, които изискват предаване на дълги разстояния или имат строги изисквания за консумация на енергия.
1. Ефективност на антената
Фигура 1
Концепцията за ефективност на антената може да бъде дефинирана с помощта на Фигура 1.
Общият коефициент на полезно действие на антената e0 се използва за изчисляване на загубите на антената на входа и в структурата на антената. Виждайки Фигура 1(b), тези загуби могат да се дължат на:
1. Отражения, дължащи се на несъответствие между предавателната линия и антената;
2. Загуби в проводника и диелектрика.
Общата ефективност на антената може да се получи по следната формула:
Тоест, общата ефективност = произведение на ефективността на несъответствието, ефективността на проводника и диелектричната ефективност.
Обикновено е много трудно да се изчисли ефективността на проводника и диелектричната ефективност, но те могат да бъдат определени чрез експерименти. Експериментите обаче не могат да разграничат двете загуби, така че горната формула може да се преформулира като:
ecd е радиационната ефективност на антената, а Γ е коефициентът на отражение.
2. Печалба и реализирана печалба
Друг полезен показател за описание на производителността на антената е коефициентът на усилване. Въпреки че коефициентът на усилване на антената е тясно свързан с насочеността, той е параметър, който отчита както ефективността, така и насочеността на антената. Насочеността е параметър, който описва само насочените характеристики на антената, така че се определя само от диаграмата на излъчване.
Коефициентът на усилване на антена в определена посока се определя като „4π умножено по съотношението на интензитета на излъчване в тази посока към общата входна мощност“. Когато не е посочена посока, обикновено се взема коефициентът на усилване в посока на максимално излъчване. Следователно, обикновено има:
Най-общо казано, това се отнася до относително усилване, което се определя като „съотношението на усилването на мощността в определена посока към мощността на референтна антена в референтна посока“. Входната мощност към тази антена трябва да бъде равна. Референтната антена може да бъде вибратор, рупор или друга антена. В повечето случаи като референтна антена се използва ненасочен точков източник. Следователно:
Връзката между общата излъчена мощност и общата входна мощност е следната:
Според стандарта IEEE, „Усилването не включва загубите, дължащи се на несъответствие на импеданса (загуба от отражение) и несъответствие на поляризацията (загуба).“ Има две концепции за усилване, едната се нарича усилване (G), а другата се нарича постижимо усилване (Gre), което отчита загубите от отражение/несъответствие.
Връзката между усилването и насочеността е:
Ако антената е перфектно съгласувана с предавателната линия, т.е. входният импеданс Zin на антената е равен на характерния импеданс Zc на линията (|Γ| = 0), тогава коефициентът на усилване и постижимото усилване са равни (Gre = G).
За да научите повече за антените, моля, посетете:
Време на публикуване: 14 юни 2024 г.
