Koristan parametar za izračunavanje prijemne snage antene jeefektivna površinailiefektivni otvor blendePretpostavimo da na antenu pada ravanski val iste polarizacije kao i prijemna antena. Nadalje, pretpostavimo da se val kreće prema anteni u smjeru maksimalnog zračenja antene (smjer iz kojeg bi se primila najveća snaga).

Zatimefektivni otvor blendeParametar opisuje koliko snage se uzima iz datog ravnog vala. Nekapbiti gustoća snage ravnog vala (u W/m^2). AkoP_tpredstavlja snagu (u vatima) na terminalima antene dostupnu prijemniku antene, tada:

Dakle, efektivna površina jednostavno predstavlja koliko snage se prima iz ravnog talasa i koliko antena isporučuje. Ova površina uzima u obzir gubitke svojstvene anteni (omski gubici, dielektrični gubici itd.).

Opšta relacija za efektivni otvor blende u smislu vršnog pojačanja antene (G) bilo koje antene data je kao:

Efektivni otvor blende ili efektivna površina mogu se izmjeriti na stvarnim antenama poređenjem sa poznatom antenom sa datim efektivnim otvorom blende ili proračunom korištenjem izmjerenog pojačanja i gornje jednačine.

Efektivni otvor blende bit će koristan koncept za izračunavanje primljene snage iz ravnog vala. Da biste ovo vidjeli u akciji, idite na sljedeći odjeljak o Friisovoj formuli za prijenos.

Friisova jednadžba prijenosa

Na ovoj stranici predstavljamo jednu od najosnovnijih jednačina u teoriji antena,Friisova jednačina prenosaFriisova jednačina prenosa se koristi za izračunavanje snage primljene od jedne antene (sa pojačanjemG1), kada se prenosi sa druge antene (sa pojačanjemG2), odvojene razmakomRi rade na frekvencijifili talasna dužina lambda. Ovu stranicu vrijedi pročitati nekoliko puta i trebalo bi je u potpunosti razumjeti.

Izvođenje Friisove formule za prijenos

Za početak izvođenja Friisove jednačine, razmotrimo dvije antene u slobodnom prostoru (bez prepreka u blizini) odvojene udaljenošćuR:

Pretpostavimo da se predajnoj anteni isporučuje () vati ukupne snage. Za sada pretpostavimo da je predajna antena omnidirekcionalna, bez gubitaka i da se prijemna antena nalazi u dalekom polju predajne antene. Tada je gustina snagep(u vatima po kvadratnom metru) ravnog talasa koji pada na prijemnu antenu na udaljenostiRsa predajne antene dat je kao:

Slika 1. Predajna (Tx) i prijemna (Rx) antena odvojene saR.

Ako predajna antena ima pojačanje antene u smjeru prijemne antene dato sa (), tada gornja jednačina gustoće snage postaje:

Član pojačanja uzima u obzir usmjerenost i gubitke stvarne antene. Pretpostavimo sada da prijemna antena ima efektivni otvor dat kao（）Tada je snaga koju prima ova antena ( ) data kao:

Budući da se efektivni otvor blende za bilo koju antenu može izraziti i kao:

Rezultirajuća primljena snaga može se zapisati kao:

Jednačina 1

Ovo je poznato kao Friisova formula za prenos. Ona povezuje gubitak u slobodnom prostoru, pojačanje antene i talasnu dužinu sa prijemnom i predajnom snagom. Ovo je jedna od fundamentalnih jednačina u teoriji antena i treba je zapamtiti (kao i gornji izvod).

Drugi koristan oblik Friisove jednačine prijenosa dat je u jednačini [2]. Budući da su talasna dužina i frekvencija f povezane brzinom svjetlosti c (pogledajte uvod u stranicu o frekvenciji), imamo Friisovu formulu prijenosa u smislu frekvencije:

Jednačina2

Jednačina [2] pokazuje da se više snage gubi na višim frekvencijama. Ovo je fundamentalni rezultat Friisove jednačine prijenosa. To znači da će za antene sa određenim pojačanjima, prijenos energije biti najveći na nižim frekvencijama. Razlika između primljene i prenesene snage poznata je kao gubitak puta. Drugim riječima, Friisova jednačina prijenosa kaže da je gubitak puta veći za više frekvencije. Važnost ovog rezultata iz Friisove formule prijenosa ne može se dovoljno naglasiti. Zbog toga mobilni telefoni uglavnom rade na manje od 2 GHz. Na višim frekvencijama može biti dostupan veći frekventni spektar, ali povezani gubitak puta neće omogućiti kvalitetan prijem. Kao daljnja posljedica Frisove jednačine prijenosa, pretpostavimo da vas pitaju o antenama od 60 GHz. Uzimajući u obzir da je ova frekvencija vrlo visoka, mogli biste reći da će gubitak puta biti previsok za komunikaciju na velikim udaljenostima - i potpuno ste u pravu. Na vrlo visokim frekvencijama (60 GHz se ponekad naziva mm (milimetarski talas) region), gubitak puta je vrlo visok, tako da je moguća samo komunikacija od tačke do tačke. Ovo se dešava kada se prijemnik i predajnik nalaze u istoj prostoriji i okrenuti jedan prema drugom. Kao dodatna posljedica Friisove Formule za prijenos, mislite li da su operateri mobilne telefonije zadovoljni novim LTE (4G) opsegom, koji radi na 700MHz? Odgovor je da: ovo je niža frekvencija od one na kojoj tradicionalno rade antene, ali iz Jednačine [2] primjećujemo da će i gubitak puta stoga biti manji. Stoga, ovim frekvencijskim spektrom mogu "pokriti više područja", a rukovodilac Verizon Wireless-a ga je nedavno nazvao "spektrom visokog kvaliteta", upravo iz tog razloga. Napomena: S druge strane, proizvođači mobilnih telefona morat će u kompaktni uređaj ugraditi antenu veće talasne dužine (niža frekvencija = veća talasna dužina), tako da je posao dizajnera antene postao malo komplikovaniji!

Konačno, ako antene nisu polarizirane, gore navedena primljena snaga može se pomnožiti faktorom gubitka polarizacije (PLF) kako bi se pravilno uzelo u obzir ovo neusklađivanje. Jednačina [2] iznad može se izmijeniti kako bi se dobila generalizirana Friisova formula za prijenos, koja uključuje neusklađenost polarizacije: