Antennin hyötysuhde liittyy antennille syötettyyn tehoon ja antennin säteilemään tehoon.Erittäin tehokas antenni säteilee suurimman osan antenniin toimitetusta energiasta.Tehoton antenni imee suurimman osan antennissa menetetystä tehosta.Tehottomassa antennissa voi myös heijastua paljon energiaa impedanssien yhteensopimattomuuden vuoksi.Vähennä tehottoman antennin säteilytehoa tehokkaampaan antenniin verrattuna.
[Sivuhuomautus: Antenniimpedanssia käsitellään myöhemmässä luvussa.Impedanssin epäsopivuus heijastuu antennista, koska impedanssi on väärä arvo.Siksi tätä kutsutaan impedanssin epäsovitukseksi.]
Antennissa olevan häviön tyyppi on johtavuushäviö.Johtohäviöt johtuvat antennin äärellisestä johtavuudesta.Toinen häviömekanismi on dielektrinen häviö.Dielektriset häviöt antennissa johtuvat johtumisesta dielektrisessä materiaalissa.Antennin sisällä tai ympärillä voi olla eristysmateriaalia.
Antennin hyötysuhteen suhde säteilytehoon voidaan kirjoittaa antennin ottotehoksi.Tämä on yhtälö [1].Tunnetaan myös nimellä säteilytehokkuusantennin tehokkuus.
[Yhtälö 1]
Tehokkuus on suhde.Tämä suhde on aina määrä välillä 0 ja 1. Tehokkuus ilmoitetaan usein prosenttipisteenä.Esimerkiksi tehokkuus 0,5 on jopa 50 % sama.Antennin hyötysuhde ilmoitetaan usein myös desibeleinä (dB).Tehokkuus 0,1 on 10 %.Tämä vastaa myös -10 desibeliä (-10 desibeliä).Tehokkuus 0,5 on 50 %.Tämä vastaa myös -3 desibeliä (dB).
Ensimmäistä yhtälöä kutsutaan joskus antennin säteilytehoksi.Tämä erottaa sen toisesta yleisesti käytetystä termistä nimeltä antennin kokonaistehokkuus.Total Effective Efficiency Antennin säteilyteho kerrottuna antennin impedanssin epäsopivuushäviöllä.Impedanssin epäsopivuushäviöitä esiintyy, kun antenni on fyysisesti kytketty siirtolinjaan tai vastaanottimeen.Tämä voidaan tiivistää kaavaan [2].
[Yhtälö 2]
kaava [2]
Impedanssin epäsovitushäviö on aina luku välillä 0 ja 1. Siksi antennin kokonaishyötysuhde on aina pienempi kuin säteilyteho.Tämän toistamiseksi, jos häviöitä ei ole, säteilytehokkuus on yhtä suuri kuin antennin kokonaishyötysuhde impedanssin epäsovituksen vuoksi.
Tehokkuuden parantaminen on yksi tärkeimmistä antenniparametreista.Se voi olla hyvin lähellä 100 % satelliittiantennilla, torviantennilla tai puoliaallonpituisella dipolilla ilman häviöllistä materiaalia sen ympärillä.Matkapuhelinantennien tai kulutuselektroniikan antennien hyötysuhde on tyypillisesti 20–70 %.Tämä vastaa -7 dB -1,5 dB (-7, -1,5 dB).Usein johtuu elektroniikan ja antennia ympäröivien materiaalien katoamisesta.Näillä on taipumus absorboida jonkin verran säteilytehoa.Energia muunnetaan lämpöenergiaksi eikä säteilyä ole.Tämä heikentää antennin tehoa.Autoradion antennit voivat toimia AM-radiotaajuuksilla antennin hyötysuhteella 0,01.[Tämä on 1 % tai -20 dB.] Tehottomuus johtuu siitä, että antenni on pienempi kuin puoli aallonpituutta toimintataajuudella.Tämä heikentää huomattavasti antennin tehoa.Langattomat yhteydet säilyvät, koska AM-lähetystornit käyttävät erittäin suurta lähetystehoa.
Impedanssin epäsovitushäviöitä käsitellään Smith Chart- ja Impedance Matching -osioissa.Impedanssisovitus voi parantaa huomattavasti antennin tehokkuutta.
Antenni vahvistus
Pitkän aikavälin antennivahvistus kuvaa, kuinka paljon tehoa lähetetään huippusäteilyn suunnassa suhteessa isotrooppiseen lähteeseen.Antennivahvistus mainitaan yleisemmin antennin teknisissä tiedoissa.Antennivahvistus on tärkeä, koska se ottaa huomioon todelliset tapahtuvat häviöt.
Antenni, jonka vahvistus on 3 dB, tarkoittaa, että antennista vastaanotettu teho on 3 dB paljon suurempi kuin se vastaanotettaisiin häviöttömästä isotrooppisesta antennista samalla syöttöteholla.3 dB vastaa kaksinkertaista virtalähdettä.
Antennivahvistuksesta puhutaan joskus suunnan tai kulman funktiona.Kuitenkin, kun yksi numero määrittää vahvistuksen, tämä luku on kaikkien suuntien huippuvahvistus.Antennivahvistuksen "G":tä voidaan verrata futuristisen tyypin "D":n suuntaavuuteen.
[Yhtälö 3]
Oikean antennin vahvistus, joka voi olla jopa erittäin suuri satelliittiantenni, on 50 dB.Suuntavuus voi olla niinkin alhainen kuin 1,76 dB kuin oikealla antennilla (kuten lyhyellä dipoliantennilla).Suuntaus ei voi koskaan olla pienempi kuin 0 dB.Antennin huippuvahvistus voi kuitenkin olla mielivaltaisen pieni.Tämä johtuu tappioista tai tehottomuudesta.Sähköisesti pienet antennit ovat suhteellisen pieniä antenneja, jotka toimivat sen taajuuden aallonpituudella, jolla antenni toimii.Pienet antennit voivat olla erittäin tehottomia.Antennivahvistus on usein alle -10 dB, vaikka impedanssin epäsovitusta ei otettaisi huomioon.
Postitusaika: 16.11.2023
