Učinkovitostantenaodnosi se na sposobnost antene da pretvori ulaznu električnu energiju u zračenu energiju. U bežičnim komunikacijama, učinkovitost antene ima važan utjecaj na kvalitetu prijenosa signala i potrošnju energije.
Učinkovitost antene može se izraziti sljedećom formulom:
Učinkovitost = (Zračena snaga / Ulazna snaga) * 100%
Među njima, Zračena snaga je elektromagnetska energija koju zrači antena, a ulazna snaga je električna energija koja se unosi u antenu.
Na učinkovitost antene utječu mnogi čimbenici, uključujući dizajn antene, materijal, veličinu, radnu frekvenciju itd. Općenito govoreći, što je veća učinkovitost antene, to učinkovitije može pretvoriti ulaznu električnu energiju u zračenu energiju, čime se poboljšava kvaliteta prijenosa signala i smanjuje potrošnja energije.
Stoga je učinkovitost važno razmatranje pri projektiranju i odabiru antena, posebno u primjenama koje zahtijevaju prijenos na velike udaljenosti ili imaju stroge zahtjeve za potrošnjom energije.
1. Učinkovitost antene
Slika 1
Koncept učinkovitosti antene može se definirati pomoću slike 1.
Ukupna učinkovitost antene e0 koristi se za izračun gubitaka antene na ulazu i unutar strukture antene. Na slici 1(b) vidi se da ovi gubici mogu biti posljedica:
1. Refleksije zbog neusklađenosti između dalekovoda i antene;
2. Gubitci vodiča i dielektrika.
Ukupna učinkovitost antene može se dobiti sljedećom formulom:
To jest, ukupna učinkovitost = umnožak učinkovitosti neusklađenosti, učinkovitosti vodiča i dielektrične učinkovitosti.
Obično je vrlo teško izračunati učinkovitost vodiča i dielektričnu učinkovitost, ali se mogu odrediti eksperimentima. Međutim, eksperimenti ne mogu razlikovati ta dva gubitka, pa se gornja formula može prepisati kao:
ecd je učinkovitost zračenja antene, a Γ je koeficijent refleksije.
2. Dobitak i ostvareni dobitak
Još jedna korisna metrika za opis performansi antene je pojačanje. Iako je pojačanje antene usko povezano s usmjerenošću, to je parametar koji uzima u obzir i učinkovitost i usmjerenost antene. Usmjerenost je parametar koji opisuje samo usmjerene karakteristike antene, pa je određen samo dijagramom zračenja.
Dobitak antene u određenom smjeru definiran je kao "4π pomnoženo s omjerom intenziteta zračenja u tom smjeru i ukupne ulazne snage". Kada smjer nije određen, općenito se uzima dobitak u smjeru maksimalnog zračenja. Stoga općenito postoji:
Općenito, odnosi se na relativno pojačanje, koje se definira kao "omjer 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 neka druga antena. U većini slučajeva, neusmjereni točkasti izvor koristi se kao referentna antena. Stoga:
Odnos između ukupne izračene snage i ukupne ulazne snage je sljedeći:
Prema IEEE standardu, "Pojačanje ne uključuje gubitke zbog neusklađenosti impedancije (gubitak refleksije) i neusklađenosti polarizacije (gubitak)." Postoje dva koncepta pojačanja, jedan se naziva pojačanje (G), a drugi se naziva ostvarivo pojačanje (Gre), koje uzima u obzir gubitke zbog refleksije/neusklađenosti.
Odnos između pojačanja i usmjerenosti je:
Ako je antena savršeno usklađena s dalekovodom, tj. ulazna impedancija antene Zin jednaka je karakterističnoj impedanciji Zc voda (|Γ| = 0), tada su pojačanje i postižno pojačanje jednaki (Gre = G).
Za više informacija o antenama posjetite:
Vrijeme objave: 14. lipnja 2024.
