Učinkovitost antene povezana je sa snagom koja se dovodi anteni i snagom koju antena zrači. Visokoučinkovita antena zračit će većinu energije koja se isporučuje anteni. Neučinkovita antena apsorbira većinu energije izgubljene unutar antene. Neučinkovita antena također može imati puno energije reflektirane zbog neusklađenosti impedancije. Smanjite snagu zračenja neučinkovite antene u usporedbi s učinkovitijom antenom.
[Napomena s druge strane: impedancija antene raspravlja se u kasnijem poglavlju. Neusklađenost impedancije je reflektirana snaga od antene jer je impedancija netočna vrijednost. Stoga se to naziva neusklađenost impedancije. ]
Vrsta gubitka unutar antene je gubitak kondukcije. Gubici vodljivosti nastaju zbog konačne vodljivosti antene. Drugi mehanizam gubitka je dielektrični gubitak. Dielektrični gubici u anteni nastaju zbog vodljivosti u dielektričnom materijalu. Izolacijski materijal može biti prisutan unutar ili oko antene.
Omjer učinkovitosti antene i zračene snage može se napisati kao ulazna snaga antene. Ovo je jednadžba [1]. Također poznat kao učinkovitost antene učinkovitosti zračenja.
[Jednadžba 1]
Učinkovitost je omjer. Ovaj omjer uvijek je veličina između 0 i 1. Učinkovitost se često daje u postotku. Na primjer, učinkovitost od 0,5 je do 50% ista. Učinkovitost antene također se često navodi u decibelima (dB). Učinkovitost od 0,1 jednaka je 10%. To je također jednako -10 decibela (-10 decibela). Učinkovitost od 0,5 jednaka je 50%. To je također jednako -3 decibela (dB).
Prva jednadžba se ponekad naziva učinkovitost zračenja antene. To ga razlikuje od drugog često korištenog pojma koji se zove ukupna učinkovitost antene. Ukupna efektivna učinkovitost Učinkovitost zračenja antene pomnožena gubitkom neusklađenosti impedancije antene. Gubici neusklađenosti impedancije nastaju kada je antena fizički spojena na prijenosnu liniju ili prijamnik. To se može sažeti u formulu [2].
[Jednadžba 2]
formula [2]
Gubitak neusklađenosti impedancije uvijek je broj između 0 i 1. Stoga je ukupna učinkovitost antene uvijek manja od učinkovitosti zračenja. Da ponovimo, ako nema gubitaka, učinkovitost zračenja jednaka je ukupnoj učinkovitosti antene zbog neusklađenosti impedancije.
Poboljšanje učinkovitosti jedan je od najvažnijih parametara antene. Može biti vrlo blizu 100% sa satelitskom antenom, antenom ili dipolom poluvalne duljine bez ikakvih gubitaka oko sebe. Antene za mobilne telefone ili antene za potrošačku elektroniku obično imaju učinkovitost od 20%-70%. To je ekvivalentno -7 dB -1,5 dB (-7, -1,5 dB). Često zbog gubitka elektronike i materijala koji okružuju antenu. Oni imaju tendenciju apsorbirati nešto zračene snage. Energija se pretvara u toplinsku energiju i nema zračenja. To smanjuje učinkovitost antene. Antene auto radija mogu raditi na AM radio frekvencijama s učinkovitošću antene od 0,01. [Ovo je 1% ili -20 dB. ] Ova neučinkovitost je zato što je antena manja od pola valne duljine na radnoj frekvenciji. To uvelike smanjuje učinkovitost antene. Bežične veze se održavaju jer AM odašiljački tornjevi koriste vrlo veliku snagu prijenosa.
Gubici neusklađenosti impedancije raspravljaju se u odjeljcima Smithova dijagrama i usklađivanja impedancije. Usklađivanje impedancije može znatno poboljšati učinkovitost antene.
Dobitak antene
Dugoročno pojačanje antene opisuje koliko se snage prenosi u smjeru vršnog zračenja, u odnosu na izotropni izvor. Dobitak antene češće se navodi u specifikacijskom listu antene. Dobitak antene je važan jer uzima u obzir stvarne gubitke koji se javljaju.
Antena s pojačanjem od 3 dB znači da je snaga primljena od antene 3 dB mnogo veća nego što bi bila primljena od izotropne antene bez gubitaka s istom ulaznom snagom. 3 dB je ekvivalent dvostrukoj snazi.
Dobitak antene ponekad se razmatra kao funkcija smjera ili kuta. Međutim, kada jedan broj određuje dobitak, tada je taj broj vršni dobitak za sve smjerove. "G" pojačanja antene može se usporediti sa usmjerenošću "D" futurističkog tipa.
[Jednadžba 3]
Dobitak prave antene, koja može biti visoka kao vrlo velika satelitska antena, iznosi 50 dB. Usmjerenost može biti samo 1,76 dB kao prava antena (kao što je kratka dipolna antena). Usmjerenost nikada ne može biti manja od 0 dB. Međutim, vršno pojačanje antene može biti proizvoljno malo. To je zbog gubitaka ili neučinkovitosti. Električni male antene su relativno male antene koje rade na valnoj duljini frekvencije na kojoj antena radi. Male antene mogu biti vrlo neučinkovite. Dobitak antene često je ispod -10 dB, čak i kada se neusklađenost impedancije ne uzme u obzir.
Vrijeme objave: 16. studenoga 2023
