Ефективність анантенавідноситься до здатності антени перетворювати вхідну електричну енергію в енергію випромінювання.У бездротовому зв’язку ефективність антени має важливий вплив на якість передачі сигналу та енергоспоживання.
Ефективність антени можна виразити наступною формулою:
Ефективність = (Випромінювана потужність / Вхідна потужність) * 100%
Серед них потужність випромінювання – це електромагнітна енергія, яку випромінює антена, а вхідна потужність – це електрична енергія, що надходить до антени.
На ефективність антени впливає багато факторів, зокрема конструкція антени, матеріал, розмір, робоча частота тощо. Загалом кажучи, чим вища ефективність антени, тим ефективніше вона може перетворювати вхідну електричну енергію в енергію випромінювання, таким чином поліпшення якості передачі сигналу і зниження енергоспоживання.
Таким чином, ефективність є важливим критерієм при проектуванні та виборі антен, особливо в програмах, які вимагають передачі на великі відстані або мають суворі вимоги до споживання електроенергії.
1. Ефективність антени
Фігура 1
Концепцію ефективності антени можна визначити на малюнку 1.
Загальна ефективність антени e0 використовується для розрахунку втрат антени на вході та в структурі антени.Посилаючись на малюнок 1(b), ці втрати можуть бути спричинені:
1. Відбиття через невідповідність між лінією передачі та антеною;
2. Втрати в провіднику та діелектрику.
Загальну ефективність антени можна отримати за такою формулою:
Тобто загальна ефективність = добуток ефективності невідповідності, ефективності провідника та діелектричної ефективності.
Зазвичай дуже важко розрахувати ефективність провідника та діелектричну ефективність, але їх можна визначити експериментально.Однак експерименти не можуть розрізнити дві втрати, тому наведену вище формулу можна переписати так:
ecd – ефективність випромінювання антени, а Γ – коефіцієнт відбиття.
2. Прибуток і реалізований прибуток
Іншим корисним показником для опису характеристик антени є посилення.Хоча коефіцієнт посилення антени тісно пов’язаний із спрямованістю, це параметр, який враховує як ефективність, так і спрямованість антени.Спрямованість – це параметр, який описує лише характеристики спрямованості антени, тому визначається лише діаграмою спрямованості.
Коефіцієнт посилення антени в певному напрямку визначається як «4π, помножене на відношення інтенсивності випромінювання в цьому напрямку до загальної вхідної потужності».Якщо напрямок не вказано, зазвичай береться посилення в напрямку максимального випромінювання.Тому, як правило, існує:
Загалом це відноситься до відносного підсилення, яке визначається як «відношення підсилення потужності в заданому напрямку до потужності еталонної антени в еталонному напрямку».Вхідна потужність цієї антени повинна бути рівною.Еталонною антеною може бути вібратор, рупор або інша антена.У більшості випадків в якості опорної антени використовується ненаправлене точкове джерело.Тому:
Співвідношення між загальною потужністю випромінювання та загальною вхідною потужністю виглядає наступним чином:
Відповідно до стандарту IEEE, «посилення не включає втрати через невідповідність імпедансу (втрати відбиття) і невідповідність поляризації (втрати)».Існує дві концепції підсилення: одна називається підсиленням (G), а інша називається досяжним підсиленням (Gre), яка враховує втрати від відбиття/неузгодженості.
Зв'язок між підсиленням і спрямованістю такий:
Якщо антена ідеально узгоджена з лінією передачі, тобто вхідний опір антени Zin дорівнює характеристичному опору Zc лінії (|Γ| = 0), то підсилення та досяжне підсилення рівні (Gre = G ).
Щоб дізнатися більше про антени, відвідайте:
Час публікації: 14 червня 2024 р
