Полезен параметър, който изчислява приемащата мощност на антената, еефективна площилиефективна блендаДа приемем, че върху антената пада плоска вълна със същата поляризация като тази на приемащата антена. Да приемем също, че вълната се разпространява към антената в посока на максимално излъчване на антената (посоката, от която би се приемала най-голяма мощност).

Тогаваефективна блендаПараметърът описва колко мощност се улавя от дадена плоска вълна. Некаpда бъде плътността на мощността на плоската вълна (в W/m^2). АкоP_tпредставлява мощността (във ватове) на клемите на антената, достъпна за приемника на антената, тогава:

Следователно, ефективната площ просто представлява колко мощност се улавя от плоската вълна и се предава от антената. Тази площ отчита загубите, присъщи на антената (омически загуби, диелектрични загуби и др.).

Обща зависимост за ефективната апертура по отношение на пиковото усилване на антената (G) на която и да е антена е дадена от:

Ефективната апертура или ефективната площ може да се измери на реални антени чрез сравнение с известна антена с дадена ефективна апертура или чрез изчисление, използвайки измереното усилване и горното уравнение.

Ефективната апертура ще бъде полезна концепция за изчисляване на приеманата мощност от плоска вълна. За да видите това в действие, преминете към следващия раздел за формулата за предаване на Фрийс.

Уравнението на предаване на Friis

На тази страница въвеждаме едно от най-фундаменталните уравнения в теорията на антените, а именноУравнение на предаването на ФрийсУравнението за предаване на Фриис се използва за изчисляване на мощността, получена от една антена (с усилванеG1), когато се предава от друга антена (с усилванеG2), разделени от разстояниеRи работещи на честотаfили дължина на вълната ламбда. Тази страница си струва да се прочете няколко пъти и би трябвало да бъде напълно разбрана.

Извеждане на формулата за предаване на Friis

За да започнем извеждането на уравнението на Фрийс, разгледайте две антени в свободно пространство (без препятствия наблизо), разделени от разстояниеR:

Да приемем, че към предавателната антена се подава обща мощност от () вата. За момента да приемем, че предавателната антена е всепосочна, без загуби и че приемащата антена е в далечното поле на предавателната антена. Тогава плътността на мощносттаp(във ватове на квадратен метър) на плоската вълна, падаща върху приемната антена на разстояниеRот предавателната антена се дава от:

Фигура 1. Предавателна (Tx) и приемаща (Rx) антена, разделени отR.

Ако предавателната антена има коефициент на усилване в посока на приемащата антена, даден от (), тогава уравнението за плътност на мощността по-горе става:

Членът на усилването взема предвид насочеността и загубите на реална антена. Да приемем сега, че приемащата антена има ефективна апертура, дадена от（）Тогава мощността, приемана от тази антена (), се дава от:

Тъй като ефективната апертура за всяка антена може да се изрази и като:

Получената получена мощност може да се запише като:

Уравнение 1

Това е известно като формула за предаване на Фриис. Тя свързва загубите в свободното пространство, коефициентите на усилване на антената и дължината на вълната с приеманата и предаваната мощност. Това е едно от основните уравнения в теорията на антените и трябва да се запомни (както и изводът по-горе).

Друга полезна форма на уравнението за предаване на Фриис е дадена в уравнение [2]. Тъй като дължината на вълната и честотата f са свързани със скоростта на светлината c (вижте въведението към страницата за честотата), имаме формулата за предаване на Фриис по отношение на честотата:

Уравнение 2

Уравнение [2] показва, че при по-високи честоти се губи повече мощност. Това е фундаментален резултат от уравнението за предаване на Фриис. Това означава, че за антени с определени коефициенти на усилване, преносът на енергия ще бъде най-висок при по-ниски честоти. Разликата между получената и предадената мощност е известна като загуба по пътя. Казано по друг начин, уравнението за предаване на Фриис казва, че загубата по пътя е по-висока за по-високи честоти. Значението на този резултат от формулата за предаване на Фриис не може да бъде надценено. Ето защо мобилните телефони обикновено работят на честоти под 2 GHz. Може да има по-голям честотен спектър на разположение при по-високи честоти, но свързаната загуба по пътя няма да позволи качествен прием. Като допълнително следствие от уравнението за предаване на Фриис, да предположим, че ви питат за антени на 60 GHz. Като се има предвид, че тази честота е много висока, може да заявите, че загубата по пътя ще бъде твърде висока за комуникация на дълги разстояния - и сте абсолютно прави. При много високи честоти (60 GHz понякога се нарича mm (милиметрова вълнова) област), загубата по пътя е много висока, така че е възможна само комуникация от точка до точка. Това се случва, когато приемникът и предавателят са в една и съща стая и са обърнати един срещу друг. Като допълнително следствие от формулата за предаване на Friis, мислите ли, че мобилните оператори са доволни от новата LTE (4G) честота, която работи на 700MHz? Отговорът е „да“: това е по-ниска честота от тази, на която традиционно работят антените, но от уравнение [2] отбелязваме, че загубата на сигнал по пътя също ще бъде по-ниска. Следователно, те могат да „покрият по-голяма площ“ с този честотен спектър, а ръководител на Verizon Wireless наскоро го нарече „висококачествен спектър“ именно поради тази причина. Забележка: От друга страна, производителите на мобилни телефони ще трябва да монтират антена с по-голяма дължина на вълната в компактно устройство (по-ниска честота = по-голяма дължина на вълната), така че работата на дизайнера на антената стана малко по-сложна!

Накрая, ако антените не са съгласувани по поляризация, горепосочената приемана мощност може да се умножи по коефициента на поляризационни загуби (PLF), за да се отчете правилно това несъответствие. Уравнение [2] по-горе може да се промени, за да се получи обобщена формула за предаване на Фриис, която включва несъответствие по поляризация: