Effektiviteten til enantennerefererer til antennens evne til å konvertere inngående elektrisk energi til utstrålt energi. I trådløs kommunikasjon har antenneeffektivitet en viktig innvirkning på signaloverføringskvalitet og strømforbruk.
Effektiviteten til antennen kan uttrykkes med følgende formel:
Effektivitet = (utstrålt effekt / inngangseffekt) * 100 %
Blant dem er utstrålt kraft den elektromagnetiske energien som utstråles av antennen, og inngangseffekt er den elektriske energiinngangen til antennen.
Effektiviteten til en antenne påvirkes av mange faktorer, inkludert antennedesign, materiale, størrelse, driftsfrekvens osv. Generelt sett, jo høyere effektiviteten til antennen er, desto mer effektivt kan den konvertere den elektriske inngangsenergien til utstrålt energi. forbedre kvaliteten på signaloverføringen og redusere strømforbruket.
Derfor er effektivitet en viktig faktor når du designer og velger antenner, spesielt i applikasjoner som krever langdistanseoverføring eller har strenge krav til strømforbruk.
1. Antenneeffektivitet
Figur 1
Konseptet med antenneeffektivitet kan defineres ved hjelp av figur 1.
Den totale antenneeffektiviteten e0 brukes til å beregne antennetapene ved inngangen og innenfor antennestrukturen. Med henvisning til figur 1(b), kan disse tapene skyldes:
1. Refleksjoner på grunn av misforhold mellom overføringslinjen og antennen;
2. Leder- og dielektriske tap.
Den totale antenneeffektiviteten kan fås fra følgende formel:
Det vil si total effektivitet = produkt av misforholdseffektivitet, ledereffektivitet og dielektrisk effektivitet.
Det er vanligvis svært vanskelig å beregne ledereffektivitet og dielektrisk effektivitet, men de kan bestemmes ved eksperimenter. Eksperimenter kan imidlertid ikke skille de to tapene, så formelen ovenfor kan skrives om som:
ecd er strålingseffektiviteten til antennen og Γ er refleksjonskoeffisienten.
2. Gevinst og realisert gevinst
En annen nyttig beregning for å beskrive antenneytelse er forsterkning. Selv om forsterkningen til en antenne er nært knyttet til retningsevnen, er det en parameter som tar hensyn til både effektiviteten og retningsevnen til antennen. Direktivitet er en parameter som bare beskriver retningsegenskapene til en antenne, så den bestemmes kun av strålingsmønsteret.
Forsterkningen til en antenne i en spesifisert retning er definert som "4π ganger forholdet mellom strålingsintensiteten i den retningen og den totale inngangseffekten." Når ingen retning er spesifisert, tas generelt forsterkningen i retning av maksimal stråling. Derfor er det generelt:
Generelt refererer det til relativ forsterkning, som er definert som "forholdet mellom effektforsterkningen i en spesifisert retning og effekten til en referanseantenne i en referanseretning". Inngangseffekten til denne antennen må være lik. Referanseantennen kan være en vibrator, horn eller annen antenne. I de fleste tilfeller brukes en ikke-retningsbestemt punktkilde som referanseantenne. Derfor:
Forholdet mellom total utstrålt effekt og total inngangseffekt er som følger:
I henhold til IEEE-standarden inkluderer "gevinst ikke tap på grunn av impedansmismatch (refleksjonstap) og polarisasjonsmismatch (tap)." Det er to gevinstkonsepter, det ene kalles gevinst (G) og det andre kalles oppnåelig gevinst (Gre), som tar hensyn til refleksjon/mismatch-tap.
Forholdet mellom gevinst og retning er:
Hvis antennen er perfekt tilpasset overføringslinjen, det vil si at antenneinngangsimpedansen Zin er lik den karakteristiske impedansen Zc til linjen (|Γ| = 0), så er forsterkningen og den oppnåelige forsterkningen like (Gre = G ).
For å lære mer om antenner, vennligst besøk:
Innleggstid: 14. juni 2024
