Antenos efektyvumas yra susijęs su antenai tiekiama galia ir antenos skleidžiama galia. Labai efektyvi antena spinduliuoja didžiąją dalį antenai perduodamos energijos. Neefektyvi antena sugeria didžiąją dalį antenos viduje prarandamos energijos. Neefektyvi antena taip pat gali atspindėti daug energijos dėl varžos neatitikimo. Sumažinkite neefektyvios antenos spinduliuotės galią, palyginti su efektyvesne antena.
[Pastaba: antenos varža aptariama vėlesniame skyriuje. Varžos neatitikimas yra nuo antenos atspindėta energija, nes varžos vertė yra neteisinga. Todėl tai vadinama varžos neatitikimu.]
Antenos nuostolių tipas yra laidumo nuostoliai. Laidumo nuostoliai atsiranda dėl baigtinio antenos laidumo. Kitas nuostolių mechanizmas yra dielektriniai nuostoliai. Antenos dielektriniai nuostoliai atsiranda dėl laidumo dielektrinėje medžiagoje. Izoliacinė medžiaga gali būti antenos viduje arba aplink ją.
Antenos efektyvumo ir spinduliuotės galios santykį galima užrašyti kaip antenos įėjimo galią. Tai lygtis [1]. Taip pat žinoma kaip antenos spinduliuotės efektyvumas.
[1 lygtis]
Efektyvumas yra santykis. Šis santykis visada yra dydis nuo 0 iki 1. Efektyvumas dažnai nurodomas procentais. Pavyzdžiui, 0,5 efektyvumas yra iki 50 % toks pat. Antenos efektyvumas taip pat dažnai nurodomas decibelais (dB). 0,1 efektyvumas lygus 10 %. Tai taip pat lygu -10 decibelų (-10 decibelų). 0,5 efektyvumas lygus 50 %. Tai taip pat lygu -3 decibelams (dB).
Pirmoji lygtis kartais vadinama antenos spinduliuotės efektyvumu. Tai ją skiria nuo kito dažnai vartojamo termino, vadinamo bendru antenos efektyvumu. Bendras efektyvusis efektyvumas yra antenos spinduliuotės efektyvumas, padaugintas iš antenos impedanso neatitikimo nuostolių. Impedanso neatitikimo nuostoliai atsiranda, kai antena yra fiziškai prijungta prie perdavimo linijos arba imtuvo. Tai galima apibendrinti formule [2].
[2 lygtis]
formulė [2]
Impedanso neatitikimo nuostoliai visada yra skaičius nuo 0 iki 1. Todėl bendras antenos efektyvumas visada yra mažesnis už spinduliuotės efektyvumą. Pakartojant, jei nuostolių nėra, spinduliuotės efektyvumas yra lygus bendram antenos efektyvumui dėl impedanso neatitikimo.
Efektyvumo gerinimas yra vienas svarbiausių antenos parametrų. Naudojant palydovinę anteną, raginę anteną arba pusės bangos ilgio dipolį be jokios aplink ją esančios nuostolingos medžiagos, jis gali būti labai artimas 100 %. Mobiliųjų telefonų arba plataus vartojimo elektronikos antenų efektyvumas paprastai yra 20–70 %. Tai atitinka -7 dB -1,5 dB (-7, -1,5 dB). Dažnai tai lemia elektronikos ir anteną supančių medžiagų nuostoliai. Jos linkusios sugerti dalį spinduliuotės galios. Energija paverčiama šilumos energija ir spinduliuotės nėra. Tai sumažina antenos efektyvumą. Automobilių radijo antenos gali veikti AM radijo dažniais, o jų efektyvumas yra 0,01. [Tai yra 1 % arba -20 dB.] Šis neefektyvumas atsiranda dėl to, kad antenos veikimo dažnis yra mažesnis nei pusė bangos ilgio. Tai labai sumažina antenos efektyvumą. Belaidžiai ryšiai palaikomi, nes AM transliavimo bokštai naudoja labai didelę perdavimo galią.
Impedanso neatitikimo nuostoliai aptariami Smitho diagramos ir impedanso suderinimo skyriuose. Impedanso suderinimas gali gerokai pagerinti antenos efektyvumą.
Antenos stiprinimas
Ilgalaikis antenos stiprinimas apibūdina, kiek galios perduodama didžiausio spinduliavimo kryptimi, palyginti su izotropiniu šaltiniu. Antenos stiprinimas dažniau nurodomas antenos specifikacijų lape. Antenos stiprinimas yra svarbus, nes jis atsižvelgia į faktinius nuostolius.
Antena su 3 dB stiprinimu reiškia, kad iš antenos gaunama galia yra 3 dB daug didesnė nei iš tokios pačios įvesties galios izotropinės be nuostolių antenos. 3 dB atitinka dvigubą maitinimo šaltinį.
Antenos stiprinimas kartais aptariamas kaip krypties arba kampo funkcija. Tačiau kai vienas skaičius nurodo stiprinimą, tai tas skaičius yra didžiausias stiprinimas visomis kryptimis. Antenos stiprinimo „G“ galima palyginti su futuristinio tipo „D“ kryptingumu.
[3 lygtis]
Tikros antenos, kuri gali būti tokia pat didelė kaip labai didelės palydovinės antenos, stiprinimas yra 50 dB. Kryptingumas gali būti vos 1,76 dB, kaip ir tikros antenos (pvz., trumpos dipolinės antenos). Kryptingumas niekada negali būti mažesnis nei 0 dB. Tačiau didžiausias antenos stiprinimas gali būti bet kaip mažas. Taip yra dėl nuostolių arba neefektyvumo. Elektriškai mažos antenos yra santykinai mažos antenos, veikiančios antenos veikimo dažnio bangos ilgiu. Mažos antenos gali būti labai neefektyvios. Antenos stiprinimas dažnai yra mažesnis nei -10 dB, net jei neatsižvelgiama į impedanso neatitikimą.
Įrašo laikas: 2023 m. lapkričio 16 d.
