A eficiencia dunantenarefírese á capacidade da antena para converter a enerxía eléctrica de entrada en enerxía radiada. Nas comunicacións sen fíos, a eficiencia da antena ten un impacto importante na calidade da transmisión do sinal e no consumo de enerxía.
A eficiencia da antena pódese expresar coa seguinte fórmula:
Eficiencia = (potencia radiada / potencia de entrada) * 100%
Entre elas, a potencia radiada é a enerxía electromagnética irradiada pola antena e a potencia de entrada é a enerxía eléctrica de entrada á antena.
A eficiencia dunha antena vese afectada por moitos factores, como o deseño da antena, o material, o tamaño, a frecuencia de funcionamento, etc. En xeral, canto maior sexa a eficiencia da antena, máis eficazmente poderá converter a enerxía eléctrica de entrada en enerxía radiada, mellorando así a calidade da transmisión do sinal e reducindo o consumo de enerxía.
Polo tanto, a eficiencia é unha consideración importante ao deseñar e seleccionar antenas, especialmente en aplicacións que requiren transmisión a longa distancia ou teñen requisitos estritos sobre o consumo de enerxía.
1. Eficiencia da antena
Figura 1
O concepto de eficiencia da antena pódese definir usando a Figura 1.
A eficiencia total da antena e0 utilízase para calcular as perdas da antena na entrada e dentro da estrutura da antena. En referencia á figura 1(b), estas perdas poden deberse a:
1. Reflexións debidas á desaxuste entre a liña de transmisión e a antena;
2. Perdas en condutores e dieléctricos.
A eficiencia total da antena pódese obter coa seguinte fórmula:
É dicir, a eficiencia total = produto da eficiencia de desaxuste, a eficiencia do condutor e a eficiencia dieléctrica.
Normalmente é moi difícil calcular a eficiencia do condutor e a eficiencia dieléctrica, pero pódense determinar mediante experimentos. Non obstante, os experimentos non poden distinguir as dúas perdas, polo que a fórmula anterior pódese reescribir como:
ecd é a eficiencia de radiación da antena e Γ é o coeficiente de reflexión.
2. Ganancia e ganancia realizada
Outra métrica útil para describir o rendemento da antena é a ganancia. Aínda que a ganancia dunha antena está estreitamente relacionada coa directividade, é un parámetro que ten en conta tanto a eficiencia como a directividade da antena. A directividade é un parámetro que só describe as características direccionais dunha antena, polo que só está determinada polo patrón de radiación.
A ganancia dunha antena nunha dirección especificada defínese como "4π veces a relación entre a intensidade da radiación nesa dirección e a potencia total de entrada". Cando non se especifica ningunha dirección, xeralmente tómase a ganancia na dirección da radiación máxima. Polo tanto, xeralmente existe:
En xeral, refírese á ganancia relativa, que se define como "a relación entre a ganancia de potencia nunha dirección específica e a potencia dunha antena de referencia nunha dirección de referencia". A potencia de entrada a esta antena debe ser igual. A antena de referencia pode ser un vibrador, unha bucina ou outra antena. Na maioría dos casos, utilízase unha fonte puntual non direccional como antena de referencia. Polo tanto:
A relación entre a potencia radiada total e a potencia de entrada total é a seguinte:
Segundo o estándar IEEE, "a ganancia non inclúe as perdas debidas á desaxuste de impedancia (perda por reflexión) e á desaxuste de polarización (perda)". Existen dous conceptos de ganancia, un chámase ganancia (G) e o outro chámase ganancia alcanzable (Gre), que ten en conta as perdas por reflexión/desaxuste.
A relación entre a ganancia e a directividade é:
Se a antena está perfectamente adaptada á liña de transmisión, é dicir, se a impedancia de entrada da antena Zin é igual á impedancia característica Zc da liña (|Γ| = 0), entón a ganancia e a ganancia alcanzable son iguais (Gre = G).
Para saber máis sobre antenas, visita:
Data de publicación: 14 de xuño de 2024
