A eficiencia dunha antena está relacionada coa potencia subministrada á antena e coa potencia irradiada pola antena.Unha antena altamente eficiente irradiará a maior parte da enerxía entregada á antena.Unha antena ineficiente absorbe a maior parte da potencia perdida dentro da antena.Unha antena ineficiente tamén pode ter moita enerxía reflectida debido á falta de coincidencia de impedancia.Reduce a potencia irradiada dunha antena ineficiente en comparación cunha antena máis eficiente.
[Nota lateral: a impedancia da antena tratarase nun capítulo posterior.A falta de coincidencia de impedancia é a potencia reflectida pola antena porque a impedancia é un valor incorrecto.Polo tanto, isto chámase desaxuste de impedancia.]
O tipo de perda dentro da antena é a perda de condución.As perdas de condución débense á condutividade finita da antena.Outro mecanismo de perda é a perda dieléctrica.As perdas dieléctricas na antena débense á condución do material dieléctrico.Pode haber material illante dentro ou arredor da antena.
A relación entre a eficiencia da antena e a potencia irradiada pódese escribir como a potencia de entrada da antena.Esta é a ecuación [1].Tamén coñecida como eficiencia de antena de eficiencia de radiación.
[Ecuación 1]
A eficiencia é unha relación.Esta relación é sempre unha cantidade entre 0 e 1. A eficiencia dáse a miúdo nun punto porcentual.Por exemplo, unha eficiencia de 0,5 é ata un 50% igual.A eficiencia da antena tamén se cita a miúdo en decibelios (dB).Unha eficiencia de 0,1 é igual ao 10%.Isto tamén é igual a -10 decibelios (-10 decibelios).Unha eficiencia de 0,5 é igual ao 50%.Isto tamén é igual a -3 decibelios (dB).
A primeira ecuación chámase ás veces a eficiencia de radiación da antena.Isto distíngueo doutro termo de uso común chamado eficacia total da antena.Eficiencia total efectiva Eficiencia da radiación da antena multiplicada pola perda de impedancia desaxustada da antena.As perdas de desaxuste de impedancia ocorren cando a antena está fisicamente conectada á liña de transmisión ou receptor.Isto pódese resumir na fórmula [2].
[Ecuación 2]
fórmula [2]
A perda de desajuste de impedancia é sempre un número entre 0 e 1. Polo tanto, a eficiencia global da antena é sempre menor que a eficiencia da radiación.Para reiterar isto, se non hai perdas, a eficiencia de radiación é igual á eficiencia total da antena debido á falta de coincidencia de impedancia.
A mellora da eficiencia é un dos parámetros da antena máis importantes.Pode estar moi preto do 100% cunha antena parabólica, antena de bucina ou dipolo de media lonxitude de onda sen ningún material con perdas ao seu redor.As antenas de teléfonos móbiles ou de electrónica de consumo adoitan ter unha eficiencia do 20%-70%.Isto é equivalente a -7 dB -1,5 dB (-7, -1,5 dB).Moitas veces debido á perda de compoñentes electrónicos e materiais que rodean a antena.Estes tenden a absorber algo de enerxía irradiada.A enerxía convértese en enerxía térmica e non hai radiación.Isto reduce a eficiencia da antena.As antenas de radio de coche poden funcionar en frecuencias de radio AM cunha eficiencia de antena de 0,01.[Isto é 1% ou -20 dB.] Esta ineficiencia débese a que a antena é menor que a metade da lonxitude de onda na frecuencia de funcionamento.Isto reduce moito a eficiencia da antena.As ligazóns sen fíos mantéñense porque as torres de transmisión AM empregan unha potencia de transmisión moi alta.
As perdas de desaxuste de impedancia son discutidas nas seccións Smith Chart e Impedance Matching.A correspondencia de impedancia pode mellorar moito a eficiencia da antena.
Ganancia de antena
A ganancia de antena a longo prazo describe canta potencia se transmite na dirección da radiación máxima, en relación a unha fonte isótropa.A ganancia da antena cítase máis habitualmente na folla de especificacións dunha antena.A ganancia da antena é importante porque ten en conta as perdas reais que se producen.
Unha antena con 3 dB de ganancia significa que a potencia recibida da antena é 3 dB moito maior que a que se recibiría dunha antena isotrópica sen perdas coa mesma potencia de entrada.3 dB equivale ao dobre da fonte de alimentación.
Ás veces, a ganancia da antena é discutida en función da dirección ou ángulo.Non obstante, cando un só número especifica a ganancia, entón ese número é a ganancia máxima para todas as direccións.A "G" da ganancia da antena pódese comparar coa directividade de "D" de tipo futurista.
[Ecuación 3]
A ganancia dunha antena real, que pode ser tan alta como unha antena parabólica moi grande, é de 50 dB.A directividade pode ser tan baixa como 1,76 dB como unha antena real (como unha antena dipolo curta).A direccionalidade nunca pode ser inferior a 0 dB.Non obstante, a ganancia máxima da antena pode ser arbitrariamente pequena.Isto débese a perdas ou ineficiencias.As antenas eléctricamente pequenas son antenas relativamente pequenas que funcionan na lonxitude de onda da frecuencia na que opera a antena.As antenas pequenas poden ser moi ineficientes.A ganancia da antena adoita estar por debaixo dos -10 dB, aínda que non se teña en conta a discrepancia de impedancia.
Hora de publicación: 16-novembro-2023
