Eficiența unei antene este legată de puterea furnizată antenei și de puterea radiată de antenă.O antenă foarte eficientă va radia cea mai mare parte a energiei livrate către antenă.O antenă ineficientă absoarbe cea mai mare parte a puterii pierdute în interiorul antenei.O antenă ineficientă poate avea, de asemenea, multă energie reflectată din cauza nepotrivirii impedanței.Reduceți puterea radiată a unei antene ineficiente în comparație cu o antenă mai eficientă.
[Notă laterală: impedanța antenei este discutată într-un capitol ulterior.Nepotrivirea impedanței este puterea reflectată de la antenă, deoarece impedanța este o valoare incorectă.Prin urmare, aceasta se numește nepotrivire de impedanță.]
Tipul de pierdere în interiorul antenei este pierderea conducției.Pierderile de conducție se datorează conductivității finite a antenei.Un alt mecanism de pierdere este pierderea dielectrică.Pierderile dielectrice în antenă se datorează conducției în materialul dielectric.Materialul izolator poate fi prezent în interiorul sau în jurul antenei.
Raportul dintre eficiența antenei și puterea radiată poate fi scris ca puterea de intrare a antenei.Aceasta este ecuația [1].Cunoscută și sub denumirea de eficiență a antenei de radiație.
[Ecuația 1]
Eficiența este un raport.Acest raport este întotdeauna o cantitate între 0 și 1. Eficiența este adesea dată la un punct procentual.De exemplu, o eficiență de 0,5 este aceeași cu până la 50%.Eficiența antenei este, de asemenea, adesea cotată în decibeli (dB).Un randament de 0,1 este egal cu 10%.Acesta este, de asemenea, egal cu -10 decibeli (-10 decibeli).Un randament de 0,5 este egal cu 50%.Acesta este, de asemenea, egal cu -3 decibeli (dB).
Prima ecuație este uneori numită eficiența de radiație a antenei.Acest lucru îl diferențiază de un alt termen folosit în mod obișnuit numit eficiența totală a antenei.Eficiență efectivă totală Eficiența radiației antenei înmulțită cu pierderea nepotrivirii impedanței antenei.Pierderile de nepotrivire a impedanței apar atunci când antena este conectată fizic la linia de transmisie sau la receptor.Acest lucru poate fi rezumat în formula [2].
[Ecuația 2]
formula [2]
Pierderea nepotrivirii impedanței este întotdeauna un număr între 0 și 1. Prin urmare, eficiența generală a antenei este întotdeauna mai mică decât eficiența radiației.Pentru a reitera acest lucru, dacă nu există pierderi, eficiența radiației este egală cu eficiența totală a antenei din cauza nepotrivirii impedanței.
Îmbunătățirea eficienței este unul dintre cei mai importanți parametri ai antenei.Poate fi foarte aproape de 100% cu o antenă de satelit, antenă corn sau dipol cu jumătate de lungime de undă, fără niciun material cu pierderi în jurul său.Antenele pentru telefoane mobile sau antenele pentru electronice de larg consum au de obicei o eficiență de 20%-70%.Acest lucru este echivalent cu -7 dB -1,5 dB (-7, -1,5 dB).Adesea din cauza pierderii componentelor electronice și a materialelor din jurul antenei.Acestea tind să absoarbă o anumită putere radiată.Energia este transformată în energie termică și nu există radiații.Acest lucru reduce eficiența antenei.Antenele radio auto pot funcționa la frecvențe radio AM cu o eficiență a antenei de 0,01.[Acesta este 1% sau -20 dB.] Această ineficiență se datorează faptului că antena este mai mică de jumătate de lungime de undă la frecvența de operare.Acest lucru reduce foarte mult eficiența antenei.Legăturile wireless sunt menținute deoarece turnurile de transmisie AM utilizează o putere de transmisie foarte mare.
Pierderile de nepotrivire a impedanței sunt discutate în secțiunile Smith Chart și Impedance Matching.Potrivirea impedanței poate îmbunătăți considerabil eficiența antenei.
Recepție semnal
Câștigul de antenă pe termen lung descrie cât de multă putere este transmisă în direcția de vârf a radiației, în raport cu o sursă izotropă.Câștigul antenei este mai frecvent citat în fișa de specificații a unei antene.Câștigul antenei este important deoarece ține cont de pierderile reale care apar.
O antenă cu câștig de 3 dB înseamnă că puterea primită de la antenă este cu 3 dB mult mai mare decât ar fi primită de la o antenă izotropă fără pierderi cu aceeași putere de intrare.3 dB este echivalent cu dublul sursei de alimentare.
Câștigul antenei este uneori discutat ca o funcție de direcție sau unghi.Cu toate acestea, atunci când un singur număr specifică câștigul, atunci acel număr este câștigul de vârf pentru toate direcțiile.„G” al câștigului antenei poate fi comparat cu directivitatea „D” de tip futurist.
[Ecuația 3]
Câștigul unei antene reale, care poate fi la fel de mare ca o antenă de satelit foarte mare, este de 50 dB.Directivitatea poate fi de până la 1,76 dB ca o antenă reală (cum ar fi o antenă dipol scurtă).Direcționalitatea nu poate fi niciodată mai mică de 0 dB.Cu toate acestea, câștigul de vârf al antenei poate fi arbitrar mic.Acest lucru se datorează pierderilor sau ineficiențelor.Antenele mici din punct de vedere electric sunt antene relativ mici care funcționează la lungimea de undă a frecvenței la care funcționează antena.Antenele mici pot fi foarte ineficiente.Câștigul antenei este adesea sub -10 dB, chiar și atunci când nepotrivirea impedanței nu este luată în considerare.
Ora postării: 16-nov-2023
