Učinkovitost anantenaodnosi se na sposobnost antene da pretvori ulaznu električnu energiju u izračenu energiju. U bežičnim komunikacijama učinkovitost antene ima važan utjecaj na kvalitetu prijenosa signala i potrošnju energije.
Učinkovitost antene može se izraziti sljedećom formulom:
Učinkovitost = (izračena snaga / ulazna snaga) * 100%
Među njima, Zračena snaga je elektromagnetska energija koju zrači antena, a Ulazna snaga je električna energija koja ulazi 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 izračenu energiju, čime poboljšanje kvalitete prijenosa signala i smanjenje potrošnje energije.
Stoga je učinkovitost važno razmatranje pri projektiranju i odabiru antena, posebno u aplikacijama 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 izračunavanje gubitaka antene na ulazu iu strukturi antene. Pozivajući se na sliku 1(b), ti gubici mogu biti uzrokovani:
1. Refleksije zbog neusklađenosti između dalekovoda i antene;
2. Gubici u vodiču i dielektriku.
Ukupna učinkovitost antene može se dobiti iz sljedeće formule:
To jest, ukupna učinkovitost = proizvod učinkovitosti neusklađenosti, učinkovitosti vodiča i dielektrične učinkovitosti.
Obično je vrlo teško izračunati učinkovitost vodiča i dielektričnu učinkovitost, ali oni 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 opisivanje performansi antene je dobitak. Iako je pojačanje antene usko povezano sa usmjerenošću, to je parametar koji uzima u obzir i učinkovitost i usmjerenost antene. Usmjerenost je parametar koji opisuje samo karakteristike usmjerenja antene, dakle određuje se samo dijagramom zračenja.
Dobitak antene u određenom smjeru definiran je kao "4π puta omjer intenziteta zračenja u tom smjeru prema ukupnoj ulaznoj snazi." Kada smjer nije naveden, 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, sirena ili druga antena. U većini slučajeva kao referentna antena koristi se neusmjereni točkasti izvor. Stoga:
Odnos između ukupne snage zračenja 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 dobitak (G), a drugi se zove ostvarivi dobitak (Gre), koji uzima u obzir gubitke refleksije/neusklađenosti.
Odnos između pojačanja i usmjerenosti je:
Ako je antena savršeno usklađena s prijenosnom linijom, to jest, ulazna impedancija antene Zin jednaka je karakterističnoj impedanciji Zc linije (|Γ| = 0), tada su dobitak i ostvarivi dobitak jednaki (Gre = G ).
Da biste saznali više o antenama, posjetite:
Vrijeme objave: 14. lipnja 2024
