Antenni efektiivsuskirjeldab, kui tõhusalt vastuvõetud raadiosageduslik võimsus kiirgusvõimsuseks muundatakse. See on antenni oluline parameeter, kuna juhi kadu, dielektriline kadu ja impedantsi mittevastavus võivad vähendada kasutatavat kiirgust isegi siis, kui antennil on sobiv kiirgusmuster.
Kiirguse efektiivsuse põhivalem on:
Kiirgustõhusus, erad= Prad/ Paktsepteeritud
Koguefektiivsus hõlmab ka antenni sisendi mittevastavust:
Kogutõhusus, e0= (1 - |Γ|2) erad
kus Pradon kiirgusvõimsus, Paktsepteeritudon aktsepteeritud võimsus ja Γ on sisendpeegeldustegur. See juhend selgitab antenni efektiivsuse valemeid, kadude mehhanisme, võimendust, suunavust, realiseeritud võimendust ja levinumaid mõõtmismeetodeid.
Antenni efektiivsus: definitsioonid ja valemid
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.
Võimendus, suunavus ja realiseeritud võimendus
Suunatavuskirjeldab, kui kontsentreeritud on kiirgusmuster antud suunas.Kasumühendab suunavuse kiirguse efektiivsusega:
G = eradD
kus G on võimendus, D on suunavus ja eradon kiirguse efektiivsus. Seega võtab võimendus arvesse juhi ja dielektrilise kadu, kuid tavaliselt jätab see välja impedantsi sobimatuse kadu.
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:
Realiseeritud kasumhõlmab sisendi mittevastavuse mõju ja on seotud võimendusega järgmiselt:
Grealiseerunud= (1 - |Γ|2)G
Kui antenn on hästi sobitatud, läheneb realiseeritud võimendus võimendusele. Kui mittevastavus on märkimisväärne, on realiseeritud võimendus madalam isegi siis, kui kiirgusmuster ja kiirguse efektiivsus jäävad samaks.
Võimendusteguri ja suunavuse vaheline seos on järgmine:
Kui antenn on ülekandeliiniga ideaalselt sobitatud, siis |Γ| = 0 ja realiseeritud võimendus võrdub võimendusega. Praktilistes süsteemides tuleb mõõdetud ja simuleeritud väärtuste võrdlemisel arvesse võtta ka kaabli kadu ja kalibreerimise referentstasapinda.
Antenni efektiivsust vähendavad peamised tegurid
- Lõpliku juhi juhtivus ja pinna karedus
- Dielektriline kadu substraatides, radoomides ja tugimaterjalides
- Takistuse mittevastavus söötmisel
- Kadudega sobitusvõrgud, pistikud ja toitestruktuurid
- Paigaldamine metalli, neelavate materjalide või inimkeha lähedale
- Tootmistolerantsid ja sagedusest sõltuv voolujaotus
Kuidas antenni efektiivsust mõõdetakse
Mõõtmismeetod sõltub antenni tüübist, sagedusvahemikust ja olemasolevatest testimisvõimalustest. Levinud lähenemisviiside hulka kuuluvad võimenduse ja suunatuse võrdlus, kiirgusmustri integreerimine, kajakambri mõõtmised ja Wheeler-Cap meetod sobivate elektriliselt väikeste antennide jaoks. Täpne kalibreerimine, kaablikadude korrigeerimine, polarisatsiooni joondamine ja selgelt määratletud tugitasand on oluliste tulemuste saamiseks hädavajalikud.
Efektiivsuse ja võimenduse kasutamine antenni valikul
Efektiivsust, võimendust, realiseeritud võimendust, ribalaiust, polarisatsiooni, kiire laiust ja VSWR-i tuleks hinnata koos. Kõrge suunateguriga antenn võib siiski anda kehva realiseeritud võimenduse, kui kadu või mittevastavus on liiga suur. Insenerid peaksid võrdlema väärtusi kogu tööriba ulatuses ja tüüpilistes paigaldustingimustes.
Avasta RF MISOantennilahendusedvõi vaadake üle meieantenni testimise võimalusedRakenduspõhise valiku puhul jagage RF MISO meeskonnaga teavet töösagedusriba, vajaliku võimenduse, polarisatsiooni, paigalduspiirangute ja testimiskeskkonna kohta.
Antennide kohta lisateabe saamiseks külastage palun järgmist saiti:
Postituse aeg: 14. juuni 2024
