Kā Aprēķināt antenas efektivitāti un antenas pastiprinājums

Lūk, mēs ieviest divas fundamentālas antenas parametri: antena efektivitāte un antena pieaugums.
 

Antena efektivitāte

Antenas efektivitāte ir saistīta ar antenai piegādāto jaudu un izstaroto vai izkliedēto jaudu antenā. Augstas efektivitātes antenai izstaro lielāko daļu enerģijas, kas atrodas teantenna ieejā. Zemas efektivitātes antenai lielāko daļu enerģijas absorbē kā zaudējumus antenā vai atstaro atstarpes pretestības neatbilstības dēļ.
 

[Sānu piezīme: Antenas pretestība ir apskatīta nākamajā sadaļā. Impedances nesakritība ir vienkārši jauda, ​​kas atspoguļojas no anantenas, jo tā pretestība nav pareizā vērtība; tātad "pretestības neatbilstība". ]
 

Zaudējumi, kas saistīti ar antenu, aretipiski vadīšanas zudumus (antenas galīgās vadītspējas dēļ) un dielektriskos zudumus (vadīšanas dēļ dielektrikā, kas var būt antenā).

 

Antenas efektivitāti (vai radiācijas koeficientu) var ierakstīt kā izstarotās jaudas un antenas ieejas jaudas attiecību:

Efektivitāte galu galā ir attiecība, dodot skaitli no 0 līdz 1. Efektivitāte ļoti bieži tiek izteikta procentos; piemēram, efektivitāte 0.5 ir tāda pati kā 50%. Antennaefektivitāti bieži norāda arī decibelos (dB); efektivitāte 0.1 ir10% vai (-10 dB), un efektivitāte 0.5 vai 50% ir -3 dB.

 

Vienādojumu [1] dažreiz sauc par antenas radiācijas efektivitāti. Tas to atšķir no citreiz lietotā termina, ko sauc par antenas "kopējo efektivitāti". Antenas kopējā efektivitāte ir radiācijas efektivitāte, kas reizināta ar antenas pretestības neatbilstības zudumu, kad tā ir savienota ar pārraides līniju vai uztvērēju (radio vai raidītāju). To var apkopot [2] vienādojumā, kur antena efektivitāte ir antena kopējā efektivitāte, pretestība mismatchloss, ir antenas zaudējumi pretestība nesakritību,  un kopējā efektivitāte isthe antenas izstarojuma efektivitātes.

 

 

Kopš  vienmēr ir skaitlis starp 0 un 1, kopējā antenas efektivitāte vienmēr ir mazāka nekā teantenas starojuma efektivitāte. Citā veidā radiācijas efektivitāte ir tāda pati kā antenas kopējā efektivitāte, ja pretestības neatbilstības dēļ nav zaudējumu.

 

Efektivitāte ir viens no vissvarīgākajiemantenas parametri. Trauku, hornantēnu vai pusviļņu dipoliem tas var būt ļoti tuvu 100% (vai 0 dB) bez apkārtējiem materiāliem bez zudumiem. Mobilo tālruņu antenām vai wifi antenām plaša patēriņa elektronikas izstrādājumos efektivitāte parasti ir no 20% līdz 70 % (-7 līdz -1.5 dB). Zaudējumus bieži rada elektronika un materiāli, kas ieskauj antenas; tie mēdz absorbēt daļu izstarotās enerģijas (pārveidojot enerģiju par siltumu), kas pazemina antenas efektivitāti. Automašīnu radio antenu kopējā radiofrekvenču AM antena efektivitāte var būt -20 dB (1% efektivitāte); tas notiek tāpēc, ka antenas darbības frekvencē ir daudz mazākas par pusviļņa garumu, kas ievērojami pazemina antenas efektivitāti. Radio saite tiek uzturēta, jo AM apraides tornis izmanto ļoti lielu pārraides jaudu.

 

Impedijas neatbilstības zaudējumu uzlabošana ir apspriesta Smita diagrammu un pretestības saskaņošanas sadaļā. Impedances neatbilstība var ievērojami uzlabot antenas efektivitāti.

 

Antenna Gain

Termins Antenas pieaugums apraksta, cik liela jauda tiek pārraidīta maksimālā starojuma virzienā uz izotropisko avotu. Antenas pastiprinājums biežāk tiek minēts reālas antenas specifikāciju lapā, jo tajā tiek ņemti vērā faktiskie zaudējumi.

 

Antena ar 3 dB pastiprinājumu nozīmē, ka tālu no antenas saņemtā jauda būs par 3 dB lielāka (divreiz lielāka) nekā tā, ko saņemtu no bezzudumu izotropiskās antenas ar tādu pašu ieejas jaudu.

 

Antenas pieaugumu dažreiz apspriež kā leņķa darbību, bet, kad tiek citēts viens skaitlis, pieaugums ir “pīķa pieaugums” visos virzienos. Antenas pieaugumu (G) var saistīt ar virzību (D):

 

 

Īstas antenas stiprinājums ļoti lielām trauku antenām var sasniegt 40-50 dB (lai gan tas notiek reti). Īstai antenai virzība var būt tik zema kā 1.76 dB (piemērs: īsa dipola antena), bet teorētiski tā nekad nevar būt mazāka par 0 dB. Tomēr maksimālais anantenas pieaugums var būt patvaļīgi zems zaudējumu vai zemas efektivitātes dēļ. Elektriski mazas antenas (mazas attiecībā pret frekvences viļņa garumu, ar kuru darbojas antena) var būt ļoti neefektīvas, ar antenas pieaugumu zemāku par -10 dB (pat bez pretestības neatbilstības zaudējumu uzskaite).

Atstāj ziņu 

Message saraksts