Ефективността на анантенасе отнася до способността на антената да преобразува входната електрическа енергия в излъчена енергия.При 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 = (Излъчена мощност / Входяща мощност) * 100%
Сред тях Излъчената мощност е електромагнитната енергия, излъчвана от антената, а Входящата мощност е електрическата енергия, подадена към антената.
Ефективността на антената се влияе от много фактори, включително дизайн на антената, материал, размер, работна честота и т.н. Най-общо казано, колкото по-висока е ефективността на антената, толкова по-ефективно тя може да преобразува входящата електрическа енергия в излъчена енергия, като по този начин подобряване на качеството на предаване на сигнала и намаляване на консумацията на енергия.
Ето защо ефективността е важно съображение 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 се дефинира с помощта на фигура 1.
Общата ефективност на антената e0 се използва за изчисляване на загубите на антената на входа и в структурата на антената.Позовавайки се на фигура 1(b), тези загуби може да се дължат на:
1. Отражения поради несъответствие между предавателната линия и антената;
2. Загуби в проводник и диелектрик.
Общата ефективност на антената може да се получи от следната формула:
Тоест общата ефективност = продукт 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 бъде пренаписана като:
ecd е радиационната ефективност на антената, а Γ е коефициентът на отражение.
2. Печалба и реализирана печалба
Друга полезна метрика за описване на ефективността на антената е печалбата.Въпреки че усилването на антената е тясно свързано с насочеността, това 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 пъти съотношението на интензитета на излъчване в тази посока към общата входна мощност."Когато не е посочена посока, обикновено се взема печалбата в посоката на максималното излъчване.Следователно, обикновено има:
Най-общо се отнася до относително усилване, което се дефинира като "отношението на усилването на мощността в определена посока към мощността на еталонна антена в еталонна посока".Входната мощност на тази антена трябва да бъде еднаква.Еталонната антена може да бъде вибратор, клаксон 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 както следва:
Според стандарта IEEE "усилването не включва загуби поради несъответствие на импеданса (загуба на отражение) и несъответствие на поляризация (загуба)."Има две концепции за усилване, едното се нарича усилване (G), а другото се нарича постижимо усилване (Gre), което взема предвид загубите от отражение/несъответствие.
Връзката между печалбата и насочеността е:
Ако антената е идеално съгласувана с предавателната линия, т.е. входният импеданс на антената Zin е равен на характеристичния импеданс Zc на линията (|Γ| = 0), тогава усилването и постижимото усилване са равни (Gre = G ).
За да научите повече за антените, моля посетете:
Време на публикуване: 14 юни 2024 г
