Efektiivsusantennviitab antenni võimele muuta sisendelektrienergia kiirgusenergiaks. Traadita side puhul on antenni efektiivsusel oluline mõju signaali edastamise kvaliteedile ja energiatarbimisele.
Antenni efektiivsust saab väljendada järgmise valemiga:
Kasutegur = (kiirgusvõimsus / sisendvõimsus) * 100%
Nende hulgas on kiirgusvõimsus antenni kiirgav elektromagnetiline energia ja sisendvõimsus antenni sisenev elektrienergia.
Antenni efektiivsust mõjutavad paljud tegurid, sealhulgas antenni disain, materjal, suurus, töösagedus jne. Üldiselt, mida suurem on antenni efektiivsus, seda tõhusamalt suudab see sisendelektrienergiat kiirgusenergiaks muuta, parandades seeläbi signaali edastamise kvaliteeti ja vähendades energiatarbimist.
Seetõttu on efektiivsus antennide projekteerimisel ja valimisel oluline kaalutlus, eriti rakendustes, mis nõuavad pikamaaülekannet või millel on ranged nõuded energiatarbimisele.
1. Antenni efektiivsus
Joonis 1
Antenni efektiivsuse mõistet saab defineerida joonise 1 abil.
Antenni koguefektiivsust e0 kasutatakse antenni kadude arvutamiseks sisendis ja antenni struktuuris. Joonisel 1(b) viidates võivad need kaod olla tingitud järgmisest:
1. Peegeldused, mis on tingitud ülekandeliini ja antenni mittevastavusest;
2. Juhi ja dielektrilised kaod.
Antenni koguefektiivsuse saab arvutada järgmise valemi abil:
See tähendab, et koguefektiivsus = mittevastavuse efektiivsuse, juhi efektiivsuse ja dielektrilise efektiivsuse korrutis.
Juhi efektiivsust ja dielektrilist efektiivsust on tavaliselt väga raske arvutada, kuid neid saab katseliselt määrata. Katsetega ei saa aga neid kahte kadu eristada, seega saab ülaltoodud valemi ümber kirjutada järgmiselt:
ecd on antenni kiirgustõhusus ja Γ on peegeldustegur.
2. Kasum ja realiseeritud kasum
Teine kasulik mõõdik antenni jõudluse kirjeldamiseks on võimendus. Kuigi antenni võimendus on tihedalt seotud suunavusega, on see parameeter, mis võtab arvesse nii antenni efektiivsust kui ka suunavust. Suunavus on parameeter, mis kirjeldab ainult antenni suunaomadusi, seega määratakse see ainult kiirgusmustri järgi.
Antenni võimendust kindlas suunas defineeritakse kui "4π korda kiirgusintensiivsuse ja kogu sisendvõimsuse suhe selles suunas". Kui suunda pole määratud, võetakse üldiselt võimendus maksimaalse kiirguse suunas. Seega on üldiselt:
Üldiselt viitab see suhtelisele võimendusele, mis on defineeritud kui "võimsuse võimenduse suhe kindlas suunas võrdlusantenni võimsusesse võrdlussuunas". Selle antenni sisendvõimsus peab olema võrdne. Võrdlusantenn võib olla vibraator-, ruup- või muu antenn. Enamasti kasutatakse võrdlusantennina mittesuunalist punktallikat. Seega:
Kogu kiirgusvõimsuse ja kogu sisendvõimsuse vaheline seos on järgmine:
IEEE standardi kohaselt "ei hõlma võimendus impedantsi mittevastavusest (peegelduskadu) ja polarisatsiooni mittevastavusest (kadu) tingitud kadusid". On kaks võimenduse kontseptsiooni, ühte nimetatakse võimenduseks (G) ja teist nimetatakse saavutatavaks võimenduseks (Gre), mis võtab arvesse peegelduse/mittevastavuse kadusid.
Võimendusteguri ja suunavuse vaheline seos on järgmine:
Kui antenn on ülekandeliiniga ideaalselt sobitatud, st antenni sisendtakistus Zin on võrdne liini iseloomuliku takistusega Zc (|Γ| = 0), siis on võimendus ja saavutatav võimendus võrdsed (Gre = G).
Antennide kohta lisateabe saamiseks külastage palun järgmist saiti:
Postituse aeg: 14. juuni 2024
