Effektiviteten av enantennhänvisar till antennens förmåga att omvandla ingående elektrisk energi till utstrålad energi. Inom trådlös kommunikation har antenneffektivitet en viktig inverkan på signalöverföringskvalitet och strömförbrukning.
Antennens effektivitet kan uttryckas med följande formel:
Effektivitet = (utstrålad effekt / ineffekt) * 100 %
Bland dem är strålad effekt den elektromagnetiska energin som utstrålas av antennen, och ingångseffekt är den elektriska energiinmatningen till antennen.
Effektiviteten hos en antenn påverkas av många faktorer, inklusive antenndesign, material, storlek, arbetsfrekvens, etc. Generellt sett gäller att ju högre effektivitet antennen har, desto mer effektivt kan den omvandla den ingående elektriska energin till utstrålad energi, och därmed förbättra kvaliteten på signalöverföringen och minska strömförbrukningen.
Därför är effektivitet en viktig faktor vid design och val av antenner, särskilt i applikationer som kräver långdistansöverföring eller har strikta krav på strömförbrukning.
1. Antenneffektivitet
Bild 1
Begreppet antenneffektivitet kan definieras med hjälp av figur 1.
Den totala antenneffektiviteten e0 används för att beräkna antennförlusterna vid ingången och inom antennstrukturen. Med hänvisning till figur 1(b), kan dessa förluster bero på:
1. Reflexer på grund av oöverensstämmelse mellan transmissionsledningen och antennen;
2. Ledar- och dielektriska förluster.
Den totala antenneffektiviteten kan erhållas från följande formel:
Det vill säga total verkningsgrad = produkt av missanpassningseffektivitet, ledareffektivitet och dielektrisk verkningsgrad.
Det är vanligtvis mycket svårt att beräkna ledarverkningsgrad och dielektrisk verkningsgrad, men de kan bestämmas genom experiment. Experiment kan dock inte särskilja de två förlusterna, så formeln ovan kan skrivas om som:
ecd är strålningseffektiviteten för antennen och Γ är reflektionskoefficienten.
2. Vinst och realiserad vinst
Ett annat användbart mått för att beskriva antennprestanda är förstärkning. Även om förstärkningen av en antenn är nära relaterad till riktverkan, är det en parameter som tar hänsyn till både effektiviteten och riktningsförmågan hos antennen. Direktivitet är en parameter som endast beskriver riktningsegenskaperna hos en antenn, så den bestäms endast av strålningsmönstret.
Förstärkningen av en antenn i en specificerad riktning definieras som "4π gånger förhållandet mellan strålningsintensiteten i den riktningen och den totala ineffekten." När ingen riktning är specificerad, tas i allmänhet förstärkningen i riktningen för maximal strålning. Därför finns det generellt:
I allmänhet hänvisar det till relativ förstärkning, som definieras som "förhållandet mellan effektförstärkningen i en specificerad riktning och effekten hos en referensantenn i en referensriktning". Ineffekten till denna antenn måste vara lika. Referensantennen kan vara en vibrator, horn eller annan antenn. I de flesta fall används en icke-riktad punktkälla som referensantenn. Därför:
Förhållandet mellan total utstrålad effekt och total ineffekt är som följer:
Enligt IEEE-standarden inkluderar "Vinst inte förluster på grund av impedansmissanpassning (reflektionsförlust) och polarisationsfelanpassning (förlust)." Det finns två förstärkningskoncept, det ena kallas för vinst (G) och det andra kallas för uppnåbar förstärkning (Gre), vilket tar hänsyn till reflektions-/missmatchningsförluster.
Förhållandet mellan förstärkning och riktning är:
Om antennen är perfekt anpassad till överföringsledningen, det vill säga antennens ingångsimpedans Zin är lika med den karakteristiska impedansen Zc för linjen (|Γ| = 0), då är förstärkningen och den uppnåbara förstärkningen lika (Gre = G ).
För att lära dig mer om antenner, besök:
Posttid: 2024-jun-14
