Як caculate антенно Ефективність і антена Посилення

Тут ми вводимо два фундаментальних параметрів антен: ефективність антени та посилення антени.
 

Ефективність антени

Ефективність антени пов'язана з потужністю, що подається на антену, і потужністю, що випромінюється або розсіюється всередині антени. Високоефективна антена має більшу частину потужності, присутньої на вході антени, випромінюється. Низькоефективна антена має більшу частину потужності, що поглинається як втрати всередині антени або відбивається через невідповідність імпедансу.
 

[Примітка збоку: Опір антени обговорюється в наступному розділі. Невідповідність імпедансу - це просто потужність, яка відбивається від антенни, оскільки її імпеданс не є правильним значенням; отже, "імпеданс невідповідність". ]
 

Втрати, пов'язані з антеною, є типово втратами на провідність (внаслідок кінцевої провідності антени) та діелектричними втратами (внаслідок провідності всередині діелектрика, який може бути в антені).

 

Ефективність антени (або ефективність випромінювання) можна записати як відношення потужності випромінювання до вхідної потужності антени:

Ефективність, в кінцевому рахунку, є співвідношенням, що дає число від 0 до 1. Ефективність дуже часто наводиться як відсоток; наприклад, ефективність 0.5 - це те саме, що 50%. Ефективність антени також часто цитується в децибелах (дБ); ефективність 0.1 становить 10% або (-10 дБ), а ефективність 0.5 або 50% становить -3 дБ.

 

Рівняння [1] іноді називають ефективністю випромінювання антени. Це відрізняє його від іншого, іноді використовуваного терміна, що називається "загальною ефективністю" антени. Загальна ефективність антени - це ефективність випромінювання, помножена на втрату невідповідності імпедансу антени при підключенні до лінії передачі або приймача (радіо або передавача). Це можна узагальнити у рівнянні [2], де ефективність антени є загальна ефективність антени, в опір mismatchloss, є збиток антени через невідповідність імпедансу,  і загальна ефективність IsThe ефективність випромінювання антени.

 

 

З  завжди становить від 0 до 1, загальна ефективність антени завжди менша за ефективність випромінювання антени. Зазначено інший спосіб, ефективність випромінювання така ж, як і загальна ефективність антени, якщо не було втрат через невідповідність імпедансу.

 

Ефективність є одним з найбільш важливих параметрів. Це може бути дуже близько до 100% (або 0 дБ) для посуду, рогових антен або напівхвильових диполів, без навколо них матеріалів із втратами. Антени мобільних телефонів або антени Wi-Fi в побутовій електронній продукції зазвичай мають ефективність від 20% -70 % (Від -7 до -1.5 дБ). Втрати часто пов'язані з електронікою та матеріалами, що оточують антени; вони, як правило, поглинають частину випромінюваної потужності (перетворюючи енергію в тепло), що знижує ефективність антени. Автомобільні радіоантени можуть мати загальну ефективність антени -20 дБ (ефективність 1%) на радіочастотах AM; це тому, що антени на робочій частоті значно менше довжини напівхвилі, що значно знижує ефективність антени. Радіозв'язок підтримується, оскільки вежа AM Broadcast використовує дуже високу потужність передачі.

 

Поліпшення втрати невідповідності імпедансу обговорюється в розділі Сміт-діаграми та відповідність імпедансу. Збіг імпедансу може значно покращити ефективність антени.

 

Коефіцієнт підсилення антени

Термін посилення антени описує, скільки потужності передається в напрямку пікового випромінювання до джерела ізотропного джерела. Коефіцієнт посилення антени частіше цитується у специфікації справжньої антени, оскільки вона враховує фактичні втрати, що виникають.

 

Антена з коефіцієнтом посилення 3 дБ означає, що потужність, що надходить далеко від антени, буде на 3 дБ вище (удвічі більша), ніж потужність, отримана від ізотропної антени без втрат з такою ж вхідною потужністю.

 

Коефіцієнт посилення антени іноді обговорюється як функція кута, але коли вказано одне число, коефіцієнт посилення є "піковим ефектом" по всіх напрямках. Коефіцієнт посилення антени (G) може бути пов’язаний із спрямованістю (D) за допомогою:

 

 

Коефіцієнт підсилення справжньої антени може становити 40-50 дБ для дуже великих антен (навіть це трапляється рідко). Спрямованість може бути лише 1.76 дБ для реальної антени (приклад: короткодипольна антена), але теоретично ніколи не може бути менше 0 дБ. Однак піковий коефіцієнт посилення анантени може бути довільно низьким через втрати або низьку ефективність. Електрично малі антени (невеликі щодо довжини хвилі частоти, на якій працює антена) можуть бути дуже неефективними, з посиленням антени нижче -10 дБ (навіть без облік втрат невідповідності імпедансу).

Залишити повідомлення 

список повідомлень