Koristan parametar za izračunavanje prijemne snage antene jeefektivna površinailiefektivni otvor blendePretpostavimo da na antenu pada ravni val iste polarizacije kao i prijemna antena. Nadalje pretpostavimo da se val kreće prema anteni u smjeru maksimalnog zračenja antene (smjer iz kojeg bi se primila najveća snaga).

Zatimefektivni otvor blendeparametar opisuje koliko se snage uzima iz danog ravnog vala. Nekapbiti gustoća snage ravnog vala (u W/m^2). AkoP_tpredstavlja snagu (u vatima) na terminalima antene dostupnu prijemniku antene, tada:

Dakle, efektivna površina jednostavno predstavlja koliko snage antena prima iz ravnog vala i koliko je snage isporučuje. Ova površina uzima u obzir gubitke svojstvene anteni (omski gubici, dielektrični gubici itd.).

Opća relacija za efektivni otvor blende u smislu vršnog pojačanja antene (G) bilo koje antene dana je s:

Efektivni otvor blende ili efektivna površina mogu se izmjeriti na stvarnim antenama usporedbom s poznatom antenom s danim efektivnim otvorom blende ili izračunom korištenjem izmjerenog pojačanja i gornje jednadžbe.

Efektivni otvor blende bit će koristan koncept za izračunavanje primljene snage iz ravnog vala. Da biste to vidjeli u akciji, prijeđite na sljedeći odjeljak o Friisovoj formuli za prijenos.

Friisova jednadžba prijenosa

Na ovoj stranici predstavljamo jednu od najosnovnijih jednadžbi u teoriji antena,Friisova jednadžba prijenosaFriisova jednadžba prijenosa koristi se za izračun snage primljene s jedne antene (s pojačanjemG1), kada se prenosi s druge antene (s pojačanjemG2), odvojene razmakomRi rade na frekvencijifili valna duljina lambda. Ovu stranicu vrijedi pročitati nekoliko puta i trebalo bi je u potpunosti razumjeti.

Izvođenje Friisove formule prijenosa

Za početak izvođenja Friisove jednadžbe, razmotrimo dvije antene u slobodnom prostoru (bez prepreka u blizini) odvojene udaljenošćuR:

Pretpostavimo da se odašiljačkoj anteni isporučuje () W ukupne snage. Za sada pretpostavimo da je odašiljačka antena svesmjerna, bez gubitaka i da se prijemna antena nalazi u dalekom polju odašiljačke antene. Tada je gustoća snagep(u vatima po kvadratnom metru) ravnog vala koji pada na prijemnu antenu na udaljenostiRs odašiljačke antene dan je kao:

Slika 1. Antene za prijenos (Tx) i prijem (Rx) odvojeneR.

Ako odašiljačka antena ima pojačanje antene u smjeru prijemne antene dano s (), tada gornja jednadžba gustoće snage postaje:

Član pojačanja uzima u obzir usmjerenost i gubitke stvarne antene. Pretpostavimo sada da prijemna antena ima efektivni otvor dani s（）Tada je snaga koju prima ova antena ( ) dana izrazom:

Budući da se efektivni otvor blende za bilo koju antenu može izraziti i kao:

Rezultirajuća primljena snaga može se zapisati kao:

Jednadžba 1

To je poznato kao Friisova formula za prijenos. Ona povezuje gubitak u slobodnom prostoru, pojačanje antene i valnu duljinu s prijemnom i odašiljačkom snagom. Ovo je jedna od temeljnih jednadžbi u teoriji antena i treba je zapamtiti (kao i gornji izvod).

Drugi koristan oblik Friisove jednadžbe prijenosa dan je u jednadžbi [2]. Budući da su valna duljina i frekvencija f povezane brzinom svjetlosti c (vidi uvod na stranicu o frekvenciji), imamo Friisovu formulu prijenosa u smislu frekvencije:

Jednadžba2

Jednadžba [2] pokazuje da se na višim frekvencijama gubi više snage. To je temeljni rezultat Friisove jednadžbe prijenosa. To znači da će za antene s određenim pojačanjima prijenos energije biti najveći na nižim frekvencijama. Razlika između primljene i prenesene snage poznata je kao gubitak puta. Drugim riječima, Friisova jednadžba prijenosa kaže da je gubitak puta veći za više frekvencije. Važnost ovog rezultata Friisove formule prijenosa ne može se dovoljno naglasiti. Zato mobilni telefoni općenito rade na manje od 2 GHz. Na višim frekvencijama može biti dostupan veći frekvencijski spektar, ali povezani gubitak puta neće omogućiti kvalitetan prijem. Kao daljnja posljedica Frisove jednadžbe prijenosa, pretpostavimo da vas pitaju o antenama od 60 GHz. Uzimajući u obzir da je ova frekvencija vrlo visoka, mogli biste reći da će gubitak puta biti previsok za komunikaciju na velikim udaljenostima - i potpuno ste u pravu. Na vrlo visokim frekvencijama (60 GHz se ponekad naziva mm (milimetarsko valno) područje), gubitak puta je vrlo visok, tako da je moguća samo komunikacija od točke do točke. To se događa kada su prijemnik i odašiljač u istoj prostoriji i okrenuti jedan prema drugome. Kao daljnja posljedica Friisove formule za prijenos, mislite li da su operateri mobilne telefonije zadovoljni novim LTE (4G) pojasom koji radi na 700 MHz? Odgovor je da: ovo je niža frekvencija od one na kojoj tradicionalno rade antene, ali iz jednadžbe [2] primjećujemo da će i gubitak puta stoga biti manji. Stoga mogu "pokriti više područja" ovim frekvencijskim spektrom, a direktor Verizon Wirelessa nedavno ga je nazvao "visokokvalitetnim spektrom", upravo iz tog razloga. Napomena: S druge strane, proizvođači mobitela morat će u kompaktni uređaj ugraditi antenu s većom valnom duljinom (niža frekvencija = veća valna duljina), pa je posao dizajnera antene postao malo kompliciraniji!

Konačno, ako antene nisu polarizirane, gore navedena primljena snaga može se pomnožiti s faktorom gubitka polarizacije (PLF) kako bi se ispravno uzelo u obzir ovo neusklađivanje. Jednadžba [2] iznad može se promijeniti kako bi se dobila generalizirana Friisova formula za prijenos, koja uključuje neusklađenost polarizacije: