Ефективність антени залежить від потужності, що подається на антену, і потужності, що випромінюється антеною.Високоефективна антена буде випромінювати більшу частину енергії, що надходить до антени.Неефективна антена поглинає більшу частину втраченої всередині антени потужності.Неефективна антена також може мати багато відбитої енергії через невідповідність імпедансу.Зменште потужність випромінювання неефективної антени порівняно з більш ефективною антеною.
[Додаткова примітка: імпеданс антени обговорюється в наступному розділі.Невідповідність опору – це відбита потужність від антени, оскільки значення опору є неправильним.Тому це називається невідповідністю імпедансу.]
Тип втрат в антені - це втрати провідності.Втрати на провідність зумовлені кінцевою провідністю антени.Іншим механізмом втрати є діелектричні втрати.Діелектричні втрати в антені зумовлені провідністю в діелектричному матеріалі.Ізоляційний матеріал може знаходитися всередині або навколо антени.
Відношення ефективності антени до випромінюваної потужності можна записати як вхідну потужність антени.Це рівняння [1].Також відомий як радіаційна ефективність антени.
[Рівняння 1]
Ефективність – це співвідношення.Цей коефіцієнт завжди є величиною від 0 до 1. Ефективність часто вказується у відсотках.Наприклад, ККД 0,5 до 50% однаково.Ефективність антени також часто вказується в децибелах (дБ).Ефективність 0,1 дорівнює 10%.Це також дорівнює -10 децибел (-10 децибел).ККД 0,5 дорівнює 50%.Це також дорівнює -3 децибелам (дБ).
Перше рівняння іноді називають ефективністю випромінювання антени.Це відрізняє його від іншого загальновживаного терміна під назвою загальна ефективність антени.Загальна ефективна ефективність Ефективність випромінювання антени, помножена на втрати неузгодженості імпедансу антени.Втрати неузгодженості імпедансу виникають, коли антена фізично підключена до лінії передачі або приймача.Це можна узагальнити у формулі [2].
[Рівняння 2]
формула [2]
Втрата неузгодженості імпедансу завжди є числом від 0 до 1. Тому загальна ефективність антени завжди менша за ефективність випромінювання.Повторюємо це, якщо немає втрат, ефективність випромінювання дорівнює загальній ефективності антени через невідповідність імпедансу.
Підвищення ефективності є одним з найважливіших параметрів антени.Він може бути дуже близьким до 100% за допомогою супутникової тарілки, рупорної антени або диполя на половині довжини хвилі без будь-яких втрат навколо нього.Антени мобільних телефонів або побутової електроніки зазвичай мають ефективність 20%-70%.Це еквівалентно -7 дБ -1,5 дБ (-7, -1,5 дБ).Часто через втрату електроніки та матеріалів, що оточують антену.Вони мають тенденцію поглинати деяку кількість випромінюваної енергії.Енергія перетворюється в теплову енергію і немає випромінювання.Це знижує ефективність антени.Антени автомобільних радіоприймачів можуть працювати на радіочастотах AM з ефективністю антени 0,01.[Це 1% або -20 дБ.] Ця неефективність пояснюється тим, що розмір антени менший за половину довжини хвилі на робочій частоті.Це значно знижує ефективність антени.Бездротові зв'язки зберігаються, оскільки вежі трансляції AM використовують дуже високу потужність передачі.
Втрати невідповідності імпедансу обговорюються в розділах «Діаграма Сміта» та «Відповідність імпедансу».Узгодження імпедансу може значно підвищити ефективність антени.
Підсилення антени
Довготривале посилення антени описує, скільки потужності передається в напрямку пікового випромінювання відносно ізотропного джерела.Коефіцієнт посилення антени частіше вказується в технічних характеристиках антени.Коефіцієнт посилення антени важливий, оскільки він враховує фактичні втрати, які виникають.
Антена з посиленням 3 дБ означає, що потужність, отримана від антени, на 3 дБ набагато вища, ніж вона була б отримана від ізотропної антени без втрат із такою ж вхідною потужністю.3 дБ еквівалентно подвоєній потужності джерела живлення.
Посилення антени іноді обговорюється як функція напрямку або кута.Однак, коли одне число визначає підсилення, це число є піковим підсиленням для всіх напрямків.«G» посилення антени можна порівняти з спрямованістю «D» футуристичного типу.
[Рівняння 3]
Коефіцієнт посилення справжньої антени, який може досягати рівня дуже великої супутникової антени, становить 50 дБ.Спрямованість може бути лише 1,76 дБ, як у справжньої антени (наприклад, короткої дипольної антени).Спрямованість ніколи не може бути меншою за 0 дБ.Однак піковий коефіцієнт посилення антени може бути як завгодно малим.Це пов’язано з втратами або неефективністю.Електрично малі антени - це відносно невеликі антени, які працюють на довжині хвилі частоти, на якій працює антена.Маленькі антени можуть бути дуже неефективними.Посилення антени часто нижче -10 дБ, навіть якщо розбіжність опору не враховано.
Час публікації: 16 листопада 2023 р
