EfikasnostantenaOdnosi se na sposobnost antene da pretvori ulaznu električnu energiju u izračenu energiju. U bežičnim komunikacijama, efikasnost antene ima važan utjecaj na kvalitet prijenosa signala i potrošnju energije.
Efikasnost antene može se izraziti sljedećom formulom:
Efikasnost = (Zračena snaga / Ulazna snaga) * 100%
Među njima, izračena snaga je elektromagnetna energija koju zrači antena, a ulazna snaga je električna energija koja se unosi u antenu.
Na efikasnost antene utiču mnogi faktori, uključujući dizajn antene, materijal, veličinu, radnu frekvenciju itd. Općenito govoreći, što je veća efikasnost antene, to ona efikasnije može pretvoriti ulaznu električnu energiju u izračenu energiju, čime se poboljšava kvalitet prijenosa signala i smanjuje potrošnja energije.
Stoga je efikasnost važan faktor pri dizajniranju i odabiru antena, posebno u primjenama koje zahtijevaju prijenos na velike udaljenosti ili imaju stroge zahtjeve za potrošnju energije.
1. Efikasnost antene
Slika 1
Koncept efikasnosti antene može se definirati pomoću Slike 1.
Ukupna efikasnost antene e0 se koristi za izračunavanje gubitaka antene na ulazu i unutar strukture antene. Kao što je prikazano na slici 1(b), ovi gubici mogu biti uzrokovani:
1. Refleksije zbog neusklađenosti između dalekovoda i antene;
2. Gubici provodnika i dielektrika.
Ukupna efikasnost antene može se dobiti pomoću sljedeće formule:
To jest, ukupna efikasnost = proizvod efikasnosti neusklađenosti, efikasnosti provodnika i dielektrične efikasnosti.
Obično je vrlo teško izračunati efikasnost provodnika i dielektričnu efikasnost, ali se one mogu odrediti eksperimentima. Međutim, eksperimenti ne mogu razlikovati ta dva gubitka, tako da se gornja formula može prepisati kao:
ecd je efikasnost zračenja antene, a Γ je koeficijent refleksije.
2. Dobitak i ostvareni dobitak
Još jedna korisna metrika za opis performansi antene je pojačanje. Iako je pojačanje antene usko povezano s usmjerenošću, to je parametar koji uzima u obzir i efikasnost i usmjerenost antene. Usmjerenost je parametar koji opisuje samo usmjerene karakteristike antene, tako da je određena samo dijagramom zračenja.
Dobitak antene u određenom smjeru definiran je kao "4π pomnoženo s omjerom intenziteta zračenja u tom smjeru i ukupne ulazne snage". Kada smjer nije određen, općenito se uzima dobitak u smjeru maksimalnog zračenja. Stoga općenito postoji:
Općenito, odnosi se na relativno pojačanje, koje se definira kao "odnos pojačanja snage u određenom smjeru i snage referentne antene u referentnom smjeru". Ulazna snaga ove antene mora biti jednaka. Referentna antena može biti vibrator, horna ili druga antena. U većini slučajeva, neusmjereni tačkasti izvor se koristi kao referentna antena. Stoga:
Odnos između ukupne izračene snage i ukupne ulazne snage je sljedeći:
Prema IEEE standardu, "Pojačanje ne uključuje gubitke zbog neusklađenosti impedanse (gubitak refleksije) i neusklađenosti polarizacije (gubitak)." Postoje dva koncepta pojačanja, jedan se naziva pojačanje (G), a drugi se naziva dostižno pojačanje (Gre), koje uzima u obzir gubitke zbog refleksije/neusklađenosti.
Veza između pojačanja i usmjerenosti je:
Ako je antena savršeno usklađena s dalekovodom, tj. ako je ulazna impedansa antene Zin jednaka karakterističnoj impedansi Zc voda (|Γ| = 0), tada su pojačanje i postignuto pojačanje jednaki (Gre = G).
Za više informacija o antenama, posjetite:
Vrijeme objave: 14. juni 2024.
