Efikasnost anteneopisuje kako se efektivno prihvaćena RF snaga pretvara u izračenu snagu. To je ključni parametar antene jer gubitak provodnika, dielektrični gubitak i neusklađenost impedanse mogu smanjiti upotrebljivo zračenje čak i kada antena ima odgovarajući dijagram usmjerenosti.
Osnovna formula za efikasnost zračenja je:
Efikasnost zračenja, eradijacija= Pradijacija/ Pprihvaćeno
Ukupna efikasnost također uključuje neusklađenost na ulazu antene:
Ukupna efikasnost, e0= (1 - |Γ|2) eradijacija
gdje je Pradijacijaje izračena snaga, Pprihvaćenoje prihvaćena snaga, a Γ je ulazni koeficijent refleksije. Ovaj vodič objašnjava formule za efikasnost antene, mehanizme gubitka, pojačanje, usmjerenost, ostvareno pojačanje i uobičajene metode mjerenja.
Efikasnost antene: Definicije i formule
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.
Pojačanje, usmjerenost i ostvareno pojačanje
Direktnostopisuje koliko je koncentriran dijagram zračenja u datom smjeru.Dobitakkombinuje usmjerenost sa efikasnošću zračenja:
G = eradijacijaD
gdje je G pojačanje, D usmjerenost i eradijacijaje efikasnost zračenja. Pojačanje stoga uzima u obzir gubitke provodnika i dielektrika, ali obično isključuje gubitke usljed neusklađenosti impedanse.
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:
Ostvareni dobitakuključuje efekat neusklađenosti ulaza i povezan je sa pojačanjem na sljedeći način:
Gostvareno= (1 - |Γ|2)G
Kada je antena dobro usklađena, ostvareno pojačanje se približava pojačanju. Ako je neusklađenost značajna, ostvareno pojačanje je niže čak i kada dijagram zračenja i efikasnost zračenja ostanu nepromijenjeni.
Veza između pojačanja i usmjerenosti je:
Ako je antena savršeno usklađena sa dalekovodom, |Γ| = 0 i ostvareno pojačanje je jednako pojačanju. U praktičnim sistemima, gubitak u kablu i referentna ravan za kalibraciju također se moraju uzeti u obzir prilikom poređenja izmjerenih i simuliranih vrijednosti.
Ključni faktori koji smanjuju efikasnost antene
- Konačna provodljivost provodnika i hrapavost površine
- Dielektrični gubici u podlogama, radomima i nosećim materijalima
- Neusklađenost impedancije na fidu
- Mreže za usklađivanje s gubicima, konektori i strukture napajanja
- Instalacija u blizini metala, apsorbirajućih materijala ili ljudskog tijela
- Proizvodne tolerancije i raspodjela struje zavisna od frekvencije
Kako se mjeri efikasnost antene
Metoda mjerenja zavisi od tipa antene, frekvencijskog opsega i dostupnih ispitnih kapaciteta. Uobičajeni pristupi uključuju poređenje pojačanja i usmjerenosti, integraciju dijagrama zračenja, mjerenja u reverberacijskoj komori i Wheeler-cap metodu za odgovarajuće električno male antene. Precizna kalibracija, korekcija gubitka kabla, poravnanje polarizacije i jasno definirana referentna ravan su neophodni za značajne rezultate.
Korištenje efikasnosti i pojačanja pri odabiru antene
Efikasnost, pojačanje, realizovano pojačanje, propusni opseg, polarizacija, širina snopa i VSWR trebaju se procijeniti zajedno. Antena s visokom usmjerenošću i dalje može pružiti slabo realizovano pojačanje ako su gubitak ili neusklađenost prekomjerni. Inženjeri bi trebali uporediti vrijednosti u cijelom radnom opsegu i pod reprezentativnim uslovima montaže.
Istražite RF MISOrješenja za anteneili pregledajte našemogućnosti testiranja antenaZa odabir specifičan za primjenu, podijelite s RF MISO timom informacije o radnom opsegu, potrebnom pojačanju, polarizaciji, ograničenjima montaže i testnom okruženju.
Za više informacija o antenama, posjetite:
Vrijeme objave: 14. juni 2024.
