Cum să caculate Gain de eficiență antenă și antenă

Aici, vom introduce doi parametri de antenă fundamentale: eficiența antenei și câștigul antenei.
 

Eficiența antenă

Eficiența unei antene corelează puterea livrată antenei și puterea radiată sau disipată în antenă. O antenă de înaltă eficiență are cea mai mare parte a puterii prezente la intrarea antenei radiată. O antenă cu eficiență redusă are cea mai mare parte a puterii absorbite ca pierderi în antenă sau reflectate din cauza impedanței.
 

[Notă laterală: impedanța antenei este discutată într-o secțiune ulterioară. Impedanța nepotrivire este pur și simplu puterea reflectată de anantenă, deoarece impedanța sa nu este valoarea corectă; prin urmare, „impedancemismatch”. ]
 

Pierderile asociate într-o antenă aretipic pierderile de conducere (datorate conductivității finite a antenei) și pierderile dielectrice (datorate conducerii într-un dielectric care poate fi prezentă în antenă).

 

Eficiența antenei (sau eficiența radiației) poate fi scrisă ca raportul dintre puterea radiată și puterea de intrare a antenei:

Eficiența este în cele din urmă un raport, oferind un număr între 0 și 1. Eficiența este foarte des citată în termeni de procentaj; de exemplu, o eficiență de 0.5 este aceeași cu 50%. Eficiența antenei este, de asemenea, frecvent citată în decibeli (dB); o eficiență de 0.1 este de 10% sau (-10 dB), iar o eficiență de 0.5 sau 50% este de -3 dB.

 

Ecuația [1] se referă uneori la eficiența radiației antenei. Acest lucru îl deosebește de un alt termen folosit uneori, numit „eficiența totală” a antenei. Eficiența totală a unei antene este eficiența radiației înmulțită prin pierderea de nepotrivire a impedanței antenei, atunci când este conectată la o linie de transmisie sau la un receptor (radio sau emițător). Acest lucru poate fi rezumat în ecuația [2], unde eficiența antenei este randamentul total al antenei, mismatchloss impedanță, este pierderea de antena, datorită impedanta nepotrivire,  și randamentul total isthe eficiența radiației antenei.

 

 

Întrucât  este întotdeauna între 0 și 1, eficiența totală a antenei este întotdeauna mai mică decât eficiența radiației antenei. Altfel spus, eficiența radiației este aceeași cu eficiența totală a antenei dacă nu a existat nicio pierdere din cauza impedanței.

 

Eficiența este unul dintre cei mai importanți parametri antena. Poate fi foarte aproape de 100% (sau 0 dB) pentru farfurii, hornantene sau dipoli cu lungime de undă pe jumătate, fără materiale pierdute în jurul lor. % (-20 până la -70 dB). Pierderile sunt adesea provocate de electronica și materialele care înconjoară antenele; acestea tind să absoarbă o parte din puterea radiată (transformând energia în căldură), ceea ce scade eficiența antenei. Antenele radio auto pot avea o eficiență totală a antenei de -7 dB (1.5% eficiență) la frecvențele radio AM; acest lucru se datorează faptului că antenele sunt mult mai mici decât o jumătate de lungime de undă la frecvența operațională, ceea ce scade mult eficiența antenei. Legătura radio este menținută deoarece turnul AM Broadcast folosește o putere de transmisie foarte mare.

 

Îmbunătățirea pierderii de nepotrivire a impedanței este discutată în secțiunea Smith Charts și impedanță. Impedancematching poate îmbunătăți foarte mult eficiența unei antene.

 

Antena Gain

Termenul Câștig de antenă descrie câtă putere este transmisă în direcția radiației de vârf către cea a unei surse izotropice. Câștigul antenei este mai frecvent citat în fișa de specificații a unei antene reale, deoarece ia în considerare pierderile reale care apar.

 

O antenă cu un câștig de 3 dB înseamnă că puterea primită departe de antenă va fi cu 3 dB mai mare (de două ori mai mult) decât cea care ar fi primită de la o antenă izotropă fără pierderi cu aceeași putere de intrare.

 

Câștigul antenei este uneori discutat ca o funcție a unghiului, dar când este citat un singur număr, câștigul este „câștigul maxim” pe toate direcțiile. Câștigul antenei (G) poate fi legat de directivitatea (D) prin:

 

 

Câștigul unei antene reale poate fi la fel de mare ca 40-50 dB pentru antenele de antenă foarte mari (deși acest lucru este rar). Directivitatea poate fi de până la 1.76 dB pentru o antenă reală (exemplu: antenă dipolară scurtă), dar teoretic nu poate fi niciodată mai mică de 0 dB. Cu toate acestea, câștigul maxim al anantenei poate fi în mod arbitrar scăzut din cauza pierderilor sau a eficienței scăzute. Antenele electrice mici (mici în raport cu lungimea de undă a frecvenței la care funcționează antena) pot fi foarte ineficiente, cu câștiguri ale antenei mai mici decât -10 dB (chiar și fără contabilizarea pierderii de nepotrivire a impedanței).

Lăsaţi un mesaj 

Lista de mesaje