Účinnost ananténase týká schopnosti antény přeměnit vstupní elektrickou energii na energii vyzařovanou. V bezdrátové komunikaci má účinnost antény důležitý dopad na kvalitu přenosu signálu a spotřebu energie.
Účinnost antény lze vyjádřit následujícím vzorcem:
Účinnost = (vyzařovaný výkon / příkon) * 100 %
Mezi nimi je vyzařovaný výkon elektromagnetická energie vyzařovaná anténou a vstupní výkon je elektrická energie přiváděná do antény.
Účinnost antény je ovlivněna mnoha faktory, včetně konstrukce antény, materiálu, velikosti, pracovní frekvence atd. Obecně lze říci, že čím vyšší je účinnost antény, tím efektivněji dokáže přeměnit vstupní elektrickou energii na energii vyzařovanou, čímž zlepšení kvality přenosu signálu a snížení spotřeby energie.
Proto je účinnost důležitým hlediskem při navrhování a výběru antén, zejména v aplikacích, které vyžadují přenos na dlouhé vzdálenosti nebo mají přísné požadavky na spotřebu energie.
1. Účinnost antény
Obrázek 1
Koncept účinnosti antény lze definovat pomocí obrázku 1.
Celková účinnost antény e0 se používá k výpočtu ztrát antény na vstupu a v rámci struktury antény. Podle obrázku 1(b) mohou být tyto ztráty způsobeny:
1. Odrazy způsobené nesouladem mezi přenosovým vedením a anténou;
2. Ztráty vodičů a dielektrika.
Celkovou účinnost antény lze získat z následujícího vzorce:
To znamená, že celková účinnost = součin nesouladu účinnosti, účinnosti vodiče a dielektrické účinnosti.
Obvykle je velmi obtížné vypočítat účinnost vodiče a dielektrickou účinnost, ale lze je určit experimenty. Experimenty však nemohou rozlišit tyto dvě ztráty, takže výše uvedený vzorec může být přepsán jako:
ecd je účinnost vyzařování antény a Γ je koeficient odrazu.
2. Zisk a realizovaný zisk
Další užitečnou metrikou pro popis výkonu antény je zisk. Přestože zisk antény úzce souvisí se směrovostí, jedná se o parametr, který zohledňuje jak účinnost, tak směrovost antény. Směrovost je parametr, který pouze popisuje směrovou charakteristiku antény, takže je určena pouze vyzařovacím diagramem.
Zisk antény ve stanoveném směru je definován jako "4πnásobek poměru intenzity záření v tomto směru k celkovému příkonu." Pokud není specifikován žádný směr, obvykle se bere zisk ve směru maximálního vyzařování. Proto obecně platí:
Obecně se to týká relativního zisku, který je definován jako "poměr zesílení výkonu ve stanoveném směru k výkonu referenční antény v referenčním směru". Vstupní výkon této antény musí být stejný. Referenční anténou může být vibrátor, klakson nebo jiná anténa. Ve většině případů se jako referenční anténa používá nesměrový bodový zdroj. Proto:
Vztah mezi celkovým vyzářeným výkonem a celkovým příkonem je následující:
Podle standardu IEEE "Zisk nezahrnuje ztráty způsobené impedančním nesouladem (ztráta odrazu) a polarizačním nesouladem (ztráta)." Existují dva koncepty zisku, jeden se nazývá zisk (G) a druhý se nazývá dosažitelný zisk (Gre), který bere v úvahu ztráty způsobené odrazem/nesouladem.
Vztah mezi ziskem a směrovostí je:
Pokud je anténa dokonale přizpůsobena přenosovému vedení, to znamená, že vstupní impedance antény Zin je rovna charakteristické impedanci Zc vedení (|Γ| = 0), pak jsou zisk a dosažitelný zisk stejné (Gre = G ).
Chcete-li se dozvědět více o anténách, navštivte:
Čas odeslání: 14. června 2024
