Eficiența unuiantenăse referă la capacitatea antenei de a converti energia electrică de intrare în energie radiată.În comunicațiile fără fir, eficiența antenei are un impact important asupra calității transmisiei semnalului și asupra consumului de energie.
Eficiența antenei poate fi exprimată prin următoarea formulă:
Eficiență = (putere radiată / putere de intrare) * 100%
Printre acestea, puterea radiată este energia electromagnetică radiată de antenă, iar puterea de intrare este energia electrică introdusă către antenă.
Eficiența unei antene este afectată de mulți factori, inclusiv designul antenei, materialul, dimensiunea, frecvența de operare etc. În general, cu cât eficiența antenei este mai mare, cu atât mai eficient poate converti energia electrică de intrare în energie radiată, astfel îmbunătățirea calității transmisiei semnalului și reducerea consumului de energie.
Prin urmare, eficiența este un aspect important la proiectarea și selectarea antenelor, în special în aplicațiile care necesită transmisie pe distanțe lungi sau au cerințe stricte privind consumul de energie.
1. Eficiența antenei
figura 1
Conceptul de eficiență a antenei poate fi definit folosind figura 1.
Eficiența totală a antenei e0 este utilizată pentru a calcula pierderile de antenă la intrare și în structura antenei.Referindu-ne la Figura 1(b), aceste pierderi se pot datora:
1. Reflecții datorate nepotrivirii dintre linia de transmisie și antenă;
2. Pierderile conductoare și dielectrice.
Eficiența totală a antenei poate fi obținută din următoarea formulă:
Adică, eficiența totală = produsul dintre eficiența nepotrivirii, randamentul conductorului și randamentul dielectric.
De obicei, este foarte dificil de calculat randamentul conductorului și randamentul dielectric, dar pot fi determinate prin experimente.Cu toate acestea, experimentele nu pot distinge cele două pierderi, așa că formula de mai sus poate fi rescrisă ca:
ecd este randamentul de radiație al antenei și Γ este coeficientul de reflexie.
2. Câștig și câștig realizat
O altă măsură utilă pentru descrierea performanței antenei este câștigul.Deși câștigul unei antene este strâns legat de directivitate, este un parametru care ia în considerare atât eficiența, cât și directivitatea antenei.Directivitatea este un parametru care descrie doar caracteristicile direcționale ale unei antene, deci este determinată doar de diagrama de radiație.
Câștigul unei antene într-o direcție specificată este definit ca „de 4π ori raportul dintre intensitatea radiației în acea direcție și puterea totală de intrare”.Când nu este specificată nicio direcție, câștigul în direcția radiației maxime este în general luat.Prin urmare, există în general:
În general, se referă la câștigul relativ, care este definit ca „raportul dintre câștigul de putere într-o direcție specificată și puterea unei antene de referință într-o direcție de referință”.Puterea de intrare la această antenă trebuie să fie egală.Antena de referință poate fi un vibrator, claxon sau altă antenă.În cele mai multe cazuri, o sursă punctiformă nedirecțională este utilizată ca antenă de referință.Prin urmare:
Relația dintre puterea totală radiată și puterea totală de intrare este următoarea:
Conform standardului IEEE, „Castigul nu include pierderile datorate nepotrivirii impedanței (pierderea de reflexie) și nepotrivirii de polarizare (pierdere).”Există două concepte de câștig, unul se numește câștig (G) și celălalt se numește câștig realizabil (Gre), care ia în considerare pierderile de reflecție/nepotrivire.
Relația dintre câștig și directivitate este:
Dacă antena este perfect potrivită cu linia de transmisie, adică impedanța de intrare a antenei Zin este egală cu impedanța caracteristică Zc a liniei (|Γ| = 0), atunci câștigul și câștigul realizabil sunt egale (Gre = G ).
Pentru a afla mai multe despre antene, vă rugăm să vizitați:
Ora postării: 14-jun-2024
