Účinnosťanténavzťahuje sa na schopnosť antény premieňať vstupnú elektrickú energiu na vyžarovanú energiu. V bezdrôtovej komunikácii má účinnosť antény dôležitý vplyv na kvalitu prenosu signálu a spotrebu energie.
Účinnosť antény možno vyjadriť nasledujúcim vzorcom:
Účinnosť = (Vyžarovaný výkon / Vstupný výkon) * 100 %
Medzi nimi je vyžarovaný výkon elektromagnetická energia vyžarovaná anténou a vstupný výkon je elektrická energia privádzaná do antény.
Účinnosť antény je ovplyvnená mnohými faktormi vrátane dizajnu antény, materiálu, veľkosti, prevádzkovej frekvencie atď. Vo všeobecnosti platí, že čím vyššia je účinnosť antény, tým efektívnejšie dokáže premieňať vstupnú elektrickú energiu na vyžarovanú energiu, čím sa zlepšuje kvalita prenosu signálu a znižuje sa spotreba energie.
Preto je účinnosť dôležitým faktorom pri navrhovaní a výbere antén, najmä v aplikáciách, ktoré vyžadujú prenos na dlhé vzdialenosti alebo majú prísne požiadavky na spotrebu energie.
1. Účinnosť antény
Obrázok 1
Koncept účinnosti antény možno definovať pomocou obrázku 1.
Celková účinnosť antény e0 sa používa na výpočet strát antény na vstupe a v rámci anténnej štruktúry. Na obrázku 1(b) môžu byť tieto straty spôsobené:
1. Odrazy spôsobené nesúladom medzi prenosovým vedením a anténou;
2. Straty vodičov a dielektrika.
Celkovú účinnosť antény možno získať z nasledujúceho vzorca:
To znamená, že celková účinnosť = súčin účinnosti nesúladu, účinnosti vodiča a dielektrickej účinnosti.
Vypočítať účinnosť vodiča a dielektrickú účinnosť je zvyčajne veľmi ťažké, ale dajú sa určiť experimentálne. Experimenty však nedokážu rozlíšiť tieto dve straty, takže vyššie uvedený vzorec možno prepísať ako:
ecd je vyžarovacia účinnosť antény a Γ je koeficient odrazu.
2. Zisk a realizovaný zisk
Ďalšou užitočnou metrikou na opis výkonu antény je zisk. Hoci zisk antény úzko súvisí so smerovosťou, je to parameter, ktorý zohľadňuje účinnosť aj smerovosť antény. Smerovosť je parameter, ktorý opisuje iba smerové charakteristiky antény, takže je určená iba vyžarovacím diagramom.
Zisk antény v určenom smere je definovaný ako „4π-násobok pomeru intenzity žiarenia v danom smere k celkovému vstupnému výkonu“. Ak nie je určený smer, vo všeobecnosti sa berie zisk v smere maximálneho žiarenia. Preto vo všeobecnosti platí:
Vo všeobecnosti sa to vzťahuje na relatívny zisk, ktorý je definovaný ako „pomer zisku výkonu v určenom smere k výkonu referenčnej antény v referenčnom smere“. Vstupný výkon do tejto antény musí byť rovnaký. Referenčná anténa môže byť vibračná, trychtýrová alebo iná anténa. Vo väčšine prípadov sa ako referenčná anténa používa nesmerový bodový zdroj. Preto:
Vzťah medzi celkovým vyžarovaným výkonom a celkovým vstupným výkonom je nasledovný:
Podľa štandardu IEEE „Zisk nezahŕňa straty spôsobené nesúladom impedancie (strata odrazom) a nesúladom polarizácie (strata).“ Existujú dva koncepty zisku, jeden sa nazýva zisk (G) a druhý sa nazýva dosiahnuteľný zisk (Gre), ktorý zohľadňuje straty odrazom/nesúladom.
Vzťah medzi ziskom a smerovosťou je:
Ak je anténa dokonale prispôsobená prenosovému vedeniu, t. j. vstupná impedancia antény Zin sa rovná charakteristickej impedancii vedenia Zc (|Γ| = 0), potom sú zisk a dosiahnuteľný zisk rovnaké (Gre = G).
Ak sa chcete dozvedieť viac o anténach, navštívte stránku:
Čas uverejnenia: 14. júna 2024
