Antenos efektyvumasapibūdina, kaip efektyviai priimta radijo dažnių (RF) galia paverčiama spinduliuotės galia. Tai yra pagrindinis antenos parametras, nes laidininko nuostoliai, dielektriniai nuostoliai ir varžos neatitikimas gali sumažinti naudingą spinduliuotę net ir tada, kai antenos spinduliavimo schema yra tinkama.
Pagrindinė radiacijos efektyvumo formulė yra:
Spinduliuotės efektyvumas, erad= Prad/ Ppriimtas
Bendras efektyvumas taip pat apima neatitikimą antenos įėjime:
Bendras efektyvumas, e0= (1 - |Γ|2) erad
kur Pradyra spinduliuotės galia, Ppriimtasyra priimtina galia, o Γ – įėjimo atspindžio koeficientas. Šiame vadove paaiškinamos antenos efektyvumo formulės, nuostolių mechanizmai, stiprinimas, kryptingumas, realizuotas stiprinimas ir įprasti matavimo metodai.
Antenos efektyvumas: apibrėžimai ir formulės
1 pav.
Antenos efektyvumo sąvoką galima apibrėžti naudojant 1 paveikslą.
Bendras antenos efektyvumas e0 naudojamas antenos nuostoliams įėjime ir antenos konstrukcijoje apskaičiuoti. Remiantis 1(b) paveikslu, šie nuostoliai gali būti dėl:
1. Atspindžiai dėl perdavimo linijos ir antenos neatitikimo;
2. Laidininko ir dielektriniai nuostoliai.
Bendrą antenos efektyvumą galima apskaičiuoti pagal šią formulę:
Tai yra, bendras efektyvumas = neatitikimo efektyvumo, laidininko efektyvumo ir dielektrinio efektyvumo sandauga.
Paprastai labai sunku apskaičiuoti laidininko efektyvumą ir dielektrinį efektyvumą, tačiau juos galima nustatyti eksperimentiškai. Tačiau eksperimentai negali atskirti šių dviejų nuostolių, todėl aukščiau pateiktą formulę galima perrašyti taip:
ecd yra antenos spinduliuotės efektyvumas, o Γ yra atspindžio koeficientas.
Stiprinimas, kryptingumas ir realizuotas stiprinimas
Kryptingumasapibūdina, kokia koncentruota spinduliuotės schema yra tam tikra kryptimi.Pelnassujungia kryptingumą su spinduliuotės efektyvumu:
G = eradD
kur G yra stiprinimas, D yra kryptingumas ir eradyra spinduliuotės efektyvumas. Todėl stiprinimas atsižvelgia į laidininko ir dielektrinius nuostolius, bet paprastai neapima impedanso neatitikimo nuostolių.
Apskritai tai reiškia santykinį stiprinimą, kuris apibrėžiamas kaip „galios stiprinimo tam tikra kryptimi ir etaloninės antenos galios etalonine kryptimi santykis“. Šios antenos įėjimo galia turi būti lygi. Etaloninė antena gali būti vibratorius, raginė arba kita antena. Daugeliu atvejų kaip etaloninė antena naudojamas nekryptinis taškinis šaltinis. Todėl:
Bendrosios spinduliuotės galios ir bendros įėjimo galios santykis yra toks:
Realizuotas pelnasapima įvesties neatitikimo poveikį ir yra susijęs su pelnu:
Gsuprato= (1 - |Γ|2)G
Kai antena gerai suderinta, realizuotasis stiprinimas artėja prie stiprinimo. Jei neatitikimas yra reikšmingas, realizuotasis stiprinimas yra mažesnis, net jei spinduliuotės modelis ir spinduliuotės efektyvumas išlieka nepakitę.
Ryšys tarp stiprinimo ir kryptingumo yra toks:
Jei antena idealiai suderinta su perdavimo linija, |Γ| = 0, o realizuotas stiprinimas lygus stiprinimui. Praktinėse sistemose, lyginant išmatuotas ir sumodeliuotas vertes, taip pat reikia atsižvelgti į kabelio nuostolius ir kalibravimo atskaitos plokštumą.
Pagrindiniai veiksniai, mažinantys antenos efektyvumą
- Baigtinio laidininko laidumas ir paviršiaus šiurkštumas
- Dielektriniai nuostoliai substratuose, radome ir atraminėse medžiagose
- Impedanso neatitikimas tiekimo grandinėje
- Nuostolingi atitikimo tinklai, jungtys ir tiekimo struktūros
- Montavimas šalia metalo, sugeriančių medžiagų ar žmogaus kūno
- Gamybos tolerancijos ir nuo dažnio priklausantis srovės pasiskirstymas
Kaip matuojamas antenos efektyvumas
Matavimo metodas priklauso nuo antenos tipo, dažnių diapazono ir turimų bandymo įrenginių. Įprasti metodai apima stiprinimo ir kryptingumo palyginimą, spinduliuotės modelio integravimą, matavimus reverberacijos kameroje ir Wheeler-Cap metodą tinkamoms elektriškai mažoms antenoms. Norint gauti prasmingus rezultatus, būtinas tikslus kalibravimas, kabelio nuostolių korekcija, poliarizacijos suderinimas ir aiškiai apibrėžta atskaitos plokštuma.
Efektyvumo ir stiprinimo panaudojimas renkantis anteną
Efektyvumas, stiprinimas, realizuotas stiprinimas, pralaidumas, poliarizacija, spindulio plotis ir VSWR turėtų būti vertinami kartu. Didelio kryptingumo antena vis tiek gali užtikrinti prastą realizuotą stiprinimą, jei nuostoliai ar neatitikimas yra per dideli. Inžinieriai turėtų palyginti vertes visame veikimo diapazone ir reprezentatyviomis montavimo sąlygomis.
Naršykite RF MISOantenų sprendimaiarba peržiūrėkite mūsųantenų testavimo galimybėsPasirinkdami konkrečiam pritaikymui, pasidalykite su RF MISO komanda veikimo juosta, reikiamu stiprinimu, poliarizacija, montavimo apribojimais ir bandymo aplinka.
Norėdami sužinoti daugiau apie antenas, apsilankykite:
Įrašo laikas: 2024 m. birželio 14 d.
