A eficiencia dunantenarefírese á capacidade da antena para converter a enerxía eléctrica de entrada en enerxía irradiada. 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 eles, a potencia irradiada é a enerxía electromagnética irradiada pola antena e a potencia de entrada é a enerxía eléctrica de entrada á antena.
A eficiencia dunha antena está afectada por moitos factores, incluíndo o deseño da antena, o material, o tamaño, a frecuencia de funcionamento, etc. En xeral, canto maior sexa a eficiencia da antena, máis eficazmente pode converter a enerxía eléctrica de entrada en enerxía irradiada, polo que mellorando a calidade da transmisión do sinal e reducindo o consumo de enerxía.
Polo tanto, a eficiencia é unha consideración importante á hora de deseñar e seleccionar antenas, especialmente en aplicacións que requiren transmisión a longa distancia ou teñen requisitos estritos de 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 úsase para calcular as perdas de antena na entrada e dentro da estrutura da antena. En referencia á Figura 1(b), estas perdas poden deberse a:
1. Reflexións por desaxuste entre a liña de transmisión e a antena;
2. Perdas de condutores e dieléctricas.
A eficiencia total da antena pódese obter a partir da seguinte fórmula:
É dicir, eficiencia total = produto da eficiencia de desaxuste, a eficiencia do condutor e a eficiencia dieléctrica.
Normalmente é moi difícil calcular a eficiencia dos condutores 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 moi 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, tómase xeralmente a ganancia na dirección da máxima radiación. Polo tanto, xeralmente hai:
En xeral, refírese á ganancia relativa, que se define como "a relación entre a ganancia de potencia nunha dirección especificada e a potencia dunha antena de referencia nunha dirección de referencia". A potencia de entrada desta antena debe ser igual. A antena de referencia pode ser un vibrador, un claxon 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 total de entrada é a seguinte:
Segundo o estándar IEEE, "A ganancia non inclúe as perdas debidas á falta de coincidencia de impedancia (perda de reflexión) e de polarización (perda)". Hai dous conceptos de ganancia, un chámase ganancia (G) e outro chámase ganancia alcanzable (Gre), que ten en conta as perdas por reflexión/desajuste.
A relación entre ganancia e directividade é:
Se a antena está perfectamente adaptada á liña de transmisión, é dicir, 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 obter máis información sobre as antenas, visite:
Hora de publicación: 14-Xun-2024
