Tehokkuus anantenniviittaa antennin kykyyn muuntaa syötetty sähköenergia säteilyenergiaksi. Langattomassa viestinnässä antennin tehokkuudella on tärkeä vaikutus signaalin lähetyksen laatuun ja virrankulutukseen.
Antennin tehokkuus voidaan ilmaista seuraavalla kaavalla:
Tehokkuus = (säteilyteho / syöttöteho) * 100 %
Niistä säteilevä teho on antennin säteilemää sähkömagneettista energiaa ja syöttöteho on antennin sähköenergian syöttö.
Antennin tehokkuuteen vaikuttavat monet tekijät, mukaan lukien antennin rakenne, materiaali, koko, toimintataajuus jne. Yleisesti ottaen mitä suurempi antennin hyötysuhde on, sitä tehokkaammin se pystyy muuttamaan syötetyn sähköenergian säteilyenergiaksi, jolloin parantaa signaalin lähetyksen laatua ja vähentää virrankulutusta.
Siksi tehokkuus on tärkeä näkökohta antenneja suunniteltaessa ja valittaessa, erityisesti sovelluksissa, jotka vaativat pitkän matkan lähetystä tai joilla on tiukat vaatimukset virrankulutukselle.
1. Antennin hyötysuhde
Kuva 1
Antennin hyötysuhteen käsite voidaan määritellä kuvan 1 avulla.
Kokonaisantennin hyötysuhdetta e0 käytetään antennihäviöiden laskemiseen tulossa ja antennirakenteessa. Viitaten kuvioon 1(b), nämä menetykset voivat johtua:
1. Heijastukset, jotka johtuvat siirtojohdon ja antennin välisestä yhteensopimattomuudesta;
2. Johdin- ja dielektriset häviöt.
Antennin kokonaishyötysuhde saadaan seuraavasta kaavasta:
Toisin sanoen kokonaishyötysuhde = yhteensopimattomuuden, johtimen tehokkuuden ja dielektrisen hyötysuhteen tulo.
Johtimen hyötysuhteen ja dielektrisen hyötysuhteen laskeminen on yleensä erittäin vaikeaa, mutta ne voidaan määrittää kokein. Kokeilut eivät kuitenkaan pysty erottamaan kahta häviötä, joten yllä oleva kaava voidaan kirjoittaa uudelleen seuraavasti:
ecd on antennin säteilytehokkuus ja Γ on heijastuskerroin.
2. Voitto ja toteutunut voitto
Toinen hyödyllinen mittari antennin suorituskyvyn kuvaamiseen on vahvistus. Vaikka antennin vahvistus liittyy läheisesti suuntaavuuteen, se on parametri, joka ottaa huomioon sekä antennin tehokkuuden että suuntaavuuden. Suuntavuus on parametri, joka kuvaa vain antennin suuntaominaisuuksia, joten sen määrää vain säteilykuvio.
Antennin vahvistus tietyssä suunnassa määritellään "4π kertaa säteilyn intensiteetin suhde kyseisessä suunnassa kokonaistulotehoon". Kun suuntaa ei ole määritelty, otetaan yleensä vahvistus suurimman säteilyn suunnassa. Siksi yleensä on:
Yleensä se viittaa suhteelliseen vahvistukseen, joka määritellään "tehon vahvistuksen suhteeksi määrätyssä suunnassa vertailuantennin tehoon vertailusuunnassa". Tämän antennin tulotehon on oltava yhtä suuri. Vertailuantenni voi olla vibraattori, äänitorvi tai muu antenni. Useimmissa tapauksissa vertailuantennina käytetään suuntaamatonta pistelähdettä. Siksi:
Kokonaissäteilytehon ja kokonaistulotehon välinen suhde on seuraava:
IEEE-standardin mukaan "vahvistus ei sisällä häviöitä, jotka johtuvat impedanssierosta (heijastushäviö) ja polarisaatioerosta (häviö)." On olemassa kaksi vahvistuskäsitettä, joista toista kutsutaan vahvistukseksi (G) ja toista kutsutaan saavutettavaksi vahvistukseksi (Gre), joka ottaa huomioon heijastus-/epäsopivuushäviöt.
Voiton ja suuntaavuuden välinen suhde on:
Jos antenni on sovitettu täydellisesti siirtolinjaan, eli antennin tuloimpedanssi Zin on yhtä suuri kuin johdon ominaisimpedanssi Zc (|Γ| = 0), niin vahvistus ja saavutettavissa oleva vahvistus ovat yhtä suuret (Gre = G ).
Lisätietoja antenneista on osoitteessa:
Postitusaika: 14.6.2024
