Sprawność anteny jest powiązana z mocą dostarczaną do anteny i mocą emitowaną przez antenę.Wysoce wydajna antena będzie wypromieniowywać większość energii dostarczanej do anteny.Nieefektywna antena pochłania większość mocy traconej w antenie.Nieefektywna antena może również powodować odbicie dużej ilości energii z powodu niedopasowania impedancji.Zmniejsz moc promieniowania nieefektywnej anteny w porównaniu z bardziej wydajną anteną.
[Uwaga dodatkowa: impedancję anteny omówiono w późniejszym rozdziale.Niedopasowanie impedancji to moc odbita od anteny, ponieważ impedancja ma nieprawidłową wartość.Dlatego nazywa się to niedopasowaniem impedancji.]
Rodzaj strat w antenie to utrata przewodzenia.Straty przewodzenia wynikają ze skończonej przewodności anteny.Innym mechanizmem strat są straty dielektryczne.Straty dielektryczne w antenie wynikają z przewodzenia w materiale dielektrycznym.Materiał izolacyjny może znajdować się wewnątrz lub wokół anteny.
Stosunek wydajności anteny do mocy wypromieniowanej można zapisać jako moc wejściową anteny.To jest równanie [1].Znany również jako efektywność anteny w zakresie promieniowania.
[Równanie 1]
Wydajność to stosunek.Ten stosunek jest zawsze wielkością z zakresu od 0 do 1. Wydajność jest często podawana w punkcie procentowym.Na przykład wydajność 0,5 jest aż do 50% taka sama.Wydajność anteny jest często podawana w decybelach (dB).Sprawność 0,1 równa się 10%.Jest to również równe -10 decybelom (-10 decybeli).Sprawność 0,5 równa się 50%.Jest to również równe -3 decybelom (dB).
Pierwsze równanie jest czasami nazywane wydajnością radiacyjną anteny.To odróżnia go od innego powszechnie używanego terminu zwanego całkowitą skutecznością anteny.Całkowita efektywność efektywna Wydajność promieniowania anteny pomnożona przez stratę anteny w wyniku niedopasowania impedancji.Straty spowodowane niedopasowaniem impedancji występują, gdy antena jest fizycznie podłączona do linii transmisyjnej lub odbiornika.Można to podsumować wzorem [2].
[Równanie 2]
formuła [2]
Utrata niedopasowania impedancji jest zawsze liczbą z zakresu od 0 do 1. Dlatego też ogólna wydajność anteny jest zawsze mniejsza niż wydajność promieniowania.Powtórzmy to, jeśli nie ma strat, wydajność promieniowania jest równa całkowitej wydajności anteny z powodu niedopasowania impedancji.
Poprawa wydajności jest jednym z najważniejszych parametrów anteny.W przypadku anteny satelitarnej, anteny tubowej lub dipola o połowie długości fali, bez otaczającego go materiału stratnego, wartość ta może być bardzo bliska 100%.Anteny telefonów komórkowych lub anteny elektroniki użytkowej mają zazwyczaj skuteczność 20% -70%.Odpowiada to -7 dB -1,5 dB (-7, -1,5 dB).Często z powodu utraty elektroniki i materiałów otaczających antenę.Mają one tendencję do pochłaniania części wypromieniowanej mocy.Energia jest zamieniana na energię cieplną i nie występuje promieniowanie.Zmniejsza to skuteczność anteny.Anteny radia samochodowego mogą pracować na częstotliwościach radiowych AM ze skutecznością anteny 0,01.[To jest 1% lub -20 dB.] Ta nieefektywność wynika z tego, że antena jest mniejsza niż połowa długości fali przy częstotliwości roboczej.To znacznie zmniejsza skuteczność anteny.Łącza bezprzewodowe są utrzymywane, ponieważ wieże nadawcze AM wykorzystują bardzo dużą moc nadawania.
Straty wynikające z niedopasowania impedancji omówiono w rozdziałach Wykres Smitha i Dopasowanie impedancji.Dopasowanie impedancji może znacznie poprawić wydajność anteny.
Zysk anteny
Długoterminowy zysk anteny opisuje, ile mocy jest przesyłane w szczytowym kierunku promieniowania w stosunku do źródła izotropowego.Zysk anteny jest częściej podawany w karcie specyfikacji anteny.Wzmocnienie anteny jest ważne, ponieważ uwzględnia rzeczywiste straty, które występują.
Antena o wzmocnieniu 3 dB oznacza, że moc odbierana z anteny jest o 3 dB znacznie większa niż moc, którą można by uzyskać z bezstratnej anteny izotropowej o tej samej mocy wejściowej.3 dB odpowiada dwukrotności mocy zasilania.
Zysk anteny jest czasami omawiany jako funkcja kierunku lub kąta.Jeśli jednak pojedyncza liczba określa wzmocnienie, wówczas liczba ta oznacza wzmocnienie szczytowe dla wszystkich kierunków.„G” zysku anteny można porównać z kierunkowością „D” typu futurystycznego.
[Równanie 3]
Zysk prawdziwej anteny, który może sięgać nawet bardzo dużej anteny satelitarnej, wynosi 50 dB.Kierunkowość może wynosić zaledwie 1,76 dB, jak w przypadku prawdziwej anteny (takiej jak krótka antena dipolowa).Kierunkowość nigdy nie może być mniejsza niż 0 dB.Jednakże szczytowy zysk anteny może być dowolnie mały.Dzieje się tak ze względu na straty lub nieefektywność.Anteny małe elektrycznie to stosunkowo małe anteny, które działają na długości fali odpowiadającej częstotliwości, na której działa antena.Małe anteny mogą być bardzo nieefektywne.Zysk anteny często wynosi poniżej -10 dB, nawet jeśli nie bierze się pod uwagę niedopasowania impedancji.
Czas publikacji: 16 listopada 2023 r
