Efikasnost antene povezana je sa snagom koja se dovodi do antene i snagom koju antena zrači. Visoko efikasna antena će zračiti većinu energije koja se isporučuje anteni. Neefikasna antena apsorbira većinu energije izgubljene unutar antene. Neefikasna antena također može imati mnogo reflektirane energije zbog neusklađenosti impedanse. Smanjite izračenu snagu neefikasne antene u poređenju sa efikasnijom antenom.
[Napomena: Impedancija antene će biti obrađena u kasnijem poglavlju. Neusklađenost impedancije je reflektovana snaga od antene jer je impedancija netačna vrijednost. Stoga se ovo naziva neusklađenost impedancije.]
Vrsta gubitka unutar antene je gubitak provodljivosti. Gubici provodljivosti su posljedica konačne provodljivosti antene. Drugi mehanizam gubitaka su dielektrični gubici. Dielektrični gubici u anteni su posljedica provodljivosti u dielektričnom materijalu. Izolacijski materijal može biti prisutan unutar ili oko antene.
Odnos efikasnosti antene i izračene snage može se napisati kao ulazna snaga antene. Ovo je jednačina [1]. Također poznato kao efikasnost zračenja, efikasnost antene.
[Jednačina 1]
Efikasnost je omjer. Ovaj omjer je uvijek količina između 0 i 1. Efikasnost se često izražava u procentima. Na primjer, efikasnost od 0,5 je do 50% ista. Efikasnost antene se također često navodi u decibelima (dB). Efikasnost od 0,1 jednaka je 10%. To je također jednako -10 decibela (-10 decibela). Efikasnost od 0,5 jednaka je 50%. To je također jednako -3 decibela (dB).
Prva jednačina se ponekad naziva efikasnost zračenja antene. Ovo je razlikuje od drugog uobičajeno korištenog termina koji se naziva ukupna efikasnost antene. Ukupna efektivna efikasnost Efikasnost zračenja antene pomnožena gubitkom neusklađenosti impedanse antene. Gubici neusklađenosti impedanse nastaju kada je antena fizički povezana sa dalekovodom ili prijemnikom. Ovo se može sažeti u formuli [2].
[Jednačina 2]
formula [2]
Gubitak zbog neusklađenosti impedanse je uvijek broj između 0 i 1. Stoga je ukupna efikasnost antene uvijek manja od efikasnosti zračenja. Da ponovimo, ako nema gubitaka, efikasnost zračenja je jednaka ukupnoj efikasnosti antene zbog neusklađenosti impedanse.
Poboljšanje efikasnosti je jedan od najvažnijih parametara antene. Može biti vrlo blizu 100% sa satelitskom antenom, rog antenom ili dipolom sa pola talasne dužine bez ikakvog materijala sa gubicima oko nje. Antene za mobilne telefone ili antene za potrošačku elektroniku obično imaju efikasnost od 20%-70%. To je ekvivalentno -7 dB -1,5 dB (-7, -1,5 dB). Često je to zbog gubitka elektronike i materijala koji okružuju antenu. Oni imaju tendenciju da apsorbuju dio zračene snage. Energija se pretvara u toplotnu energiju i nema zračenja. To smanjuje efikasnost antene. Antene za auto radio mogu raditi na AM radio frekvencijama sa efikasnošću antene od 0,01. [To je 1% ili -20 dB.] Ova neefikasnost je zato što je antena manja od polovine talasne dužine na radnoj frekvenciji. To znatno smanjuje efikasnost antene. Bežične veze se održavaju jer AM radio tornjevi koriste vrlo visoku snagu odašiljanja.
Gubici usljed neusklađenosti impedanse su opisani u odjeljcima Smithov dijagram i Usklađivanje impedanse. Usklađivanje impedanse može značajno poboljšati efikasnost antene.
Dobitak antene
Dugoročno pojačanje antene opisuje koliko se snage prenosi u smjeru vršnog zračenja, u odnosu na izotropni izvor. Pojačanje antene se češće navodi u specifikaciji antene. Pojačanje antene je važno jer uzima u obzir stvarne gubitke koji se javljaju.
Antena sa pojačanjem od 3 dB znači da je snaga primljena od antene 3 dB mnogo veća nego što bi se primila od izotropne antene bez gubitaka sa istom ulaznom snagom. 3 dB je ekvivalentno dvostrukoj snazi napajanja.
Pojačanje antene se ponekad razmatra kao funkcija smjera ili ugla. Međutim, kada jedan broj određuje pojačanje, onda je taj broj vršno pojačanje za sve smjerove. "G" pojačanja antene može se uporediti sa usmjerenošću "D" futurističkog tipa.
[Jednačina 3]
Pojačanje stvarne antene, koje može biti visoko kao vrlo velika satelitska antena, iznosi 50 dB. Direktnost može biti niska i do 1,76 dB kao kod stvarne antene (kao što je kratka dipolna antena). Direktnost nikada ne može biti manja od 0 dB. Međutim, vršno pojačanje antene može biti proizvoljno malo. To je zbog gubitaka ili neefikasnosti. Električno male antene su relativno male antene koje rade na talasnoj dužini frekvencije na kojoj antena radi. Male antene mogu biti vrlo neefikasne. Pojačanje antene je često ispod -10 dB, čak i kada se ne uzme u obzir neusklađenost impedanse.
Vrijeme objave: 16. novembar 2023.
