Účinnosť antény súvisí s výkonom dodávaným do antény a výkonom vyžarovaným anténou. Vysoko účinná anténa vyžaruje väčšinu energie dodávanej do antény. Neúčinná anténa absorbuje väčšinu energie stratenej v anténe. Neúčinná anténa môže mať tiež veľa energie odrazenej v dôsledku impedančného nesúladu. Znížte vyžarovaný výkon neúčinnej antény v porovnaní s účinnejšou anténou.
[Poznámka: Impedancia antény je popísaná v neskoršej kapitole. Nesúlad impedancie je odrazený výkon z antény, pretože impedancia má nesprávnu hodnotu. Preto sa to nazýva nesúlad impedancie.]
Typom strát v anténe sú straty vedením. Straty vedením sú spôsobené konečnou vodivosťou antény. Ďalším mechanizmom strát sú dielektrické straty. Dielektrické straty v anténe sú spôsobené vedením v dielektrickom materiáli. Izolačný materiál môže byť prítomný vo vnútri alebo okolo antény.
Pomer účinnosti antény k vyžarovanému výkonu možno zapísať ako vstupný výkon antény. Toto je rovnica [1]. Tiež známa ako účinnosť žiarenia alebo účinnosť antény.
[Rovnica 1]
Účinnosť je pomer. Tento pomer je vždy množstvo medzi 0 a 1. Účinnosť sa často udáva v percentách. Napríklad účinnosť 0,5 je až do 50 % rovnaká. Účinnosť antény sa často uvádza aj v decibeloch (dB). Účinnosť 0,1 sa rovná 10 %. To sa tiež rovná -10 decibelom (-10 decibelov). Účinnosť 0,5 sa rovná 50 %. To sa tiež rovná -3 decibelom (dB).
Prvá rovnica sa niekedy nazýva vyžarovacia účinnosť antény. To ju odlišuje od iného bežne používaného termínu nazývaného celková účinnosť antény. Celková efektívna účinnosť Vyžarovacia účinnosť antény vynásobená stratami v dôsledku impedančného nesúladu antény. Straty v dôsledku impedančného nesúladu vznikajú, keď je anténa fyzicky pripojená k prenosovému vedeniu alebo prijímaču. Toto možno zhrnúť vo vzorci [2].
[Rovnica 2]
vzorec [2]
Strata v dôsledku impedančného nesúladu je vždy číslo medzi 0 a 1. Celková účinnosť antény je preto vždy menšia ako účinnosť žiarenia. Aby sme to zopakovali, ak nie sú žiadne straty, účinnosť žiarenia sa rovná celkovej účinnosti antény v dôsledku impedančného nesúladu.
Zlepšenie účinnosti je jedným z najdôležitejších parametrov antény. Pri použití satelitnej paraboly, trychtýřovej antény alebo dipólu s polovičnou vlnovou dĺžkou bez akéhokoľvek stratového materiálu okolo nej sa môže účinnosť blížiť k 100 %. Antény mobilných telefónov alebo spotrebnej elektroniky majú zvyčajne účinnosť 20 % – 70 %. To zodpovedá -7 dB až -1,5 dB (-7, -1,5 dB). Často je to kvôli strate elektroniky a materiálov obklopujúcich anténu. Tie majú tendenciu absorbovať časť vyžarovaného výkonu. Energia sa premieňa na tepelnú energiu a nedochádza k žiadnemu žiareniu. To znižuje účinnosť antény. Antény autorádií môžu pracovať na AM rádiových frekvenciách s účinnosťou antény 0,01. [To je 1 % alebo -20 dB.] Táto neefektívnosť je spôsobená tým, že anténa je na prevádzkovej frekvencii menšia ako polovica vlnovej dĺžky. To výrazne znižuje účinnosť antény. Bezdrôtové spojenia sú udržiavané, pretože AM vysielacie veže využívajú veľmi vysoký vysielací výkon.
Straty spôsobené impedančným nesúladom sú rozobraté v častiach Smithov diagram a Impedančné prispôsobenie. Impedančné prispôsobenie môže výrazne zlepšiť účinnosť antény.
Zisk antény
Dlhodobý zisk antény opisuje, koľko energie sa prenáša v smere špičkového žiarenia v porovnaní s izotropným zdrojom. Zisk antény sa častejšie uvádza v špecifikačnom liste antény. Zisk antény je dôležitý, pretože zohľadňuje skutočné straty, ku ktorým dochádza.
Anténa so ziskom 3 dB znamená, že výkon prijímaný z antény je o 3 dB oveľa vyšší, ako by bol prijímaný z bezstratovej izotropnej antény s rovnakým vstupným výkonom. 3 dB sa rovná dvojnásobku výkonu zdroja.
Zisk antény sa niekedy považuje za funkciu smeru alebo uhla. Ak však zisk určuje jedno číslo, potom toto číslo predstavuje maximálny zisk pre všetky smery. „G“ zisku antény možno porovnať so smerovosťou „D“ futuristického typu.
[Rovnica 3]
Zisk skutočnej antény, ktorý môže byť až vysoký ako veľmi veľká satelitná parabola, je 50 dB. Smerovosť môže byť až 1,76 dB ako u skutočnej antény (napríklad krátkej dipólovej antény). Smerovosť nikdy nemôže byť menšia ako 0 dB. Špičkový zisk antény však môže byť ľubovoľne malý. Je to spôsobené stratami alebo neefektívnosťou. Elektricky malé antény sú relatívne malé antény, ktoré pracujú na vlnovej dĺžke frekvencie, na ktorej pracuje anténa. Malé antény môžu byť veľmi neefektívne. Zisk antény je často pod -10 dB, a to aj bez ohľadu na impedančný nesúlad.
Čas uverejnenia: 16. novembra 2023
