Ako Vypočíta Gain účinnosť antény a anténne

Tu popíšeme dva základné parametre antény: Účinnosť antény a zisk antény.
 

Anténa Účinnosť

Účinnosť antény sa týka výkonu dodávaného do antény a výkonu vyžarovaného alebo rozptýleného v anténe. Vysokoúčinná anténa má väčšinu energie prítomnej na vstupe antény vyžarovanú preč. Anténa s nízkou účinnosťou má väčšinu energie absorbovanú ako straty v anténe alebo sa odráža od seba v dôsledku nesúladu prekážok.
 

[Poznámka: Impedancia antény je popísaná v ďalšej časti. Impedančný nesúlad je jednoducho výkon odrazený od antény, pretože jeho impedancia nie je správna; teda „impedancemismatch“. ]
 

Straty spojené s anténou aretypicky spočívajú v stratách vedenia (v dôsledku konečnej vodivosti antény) a dielektrických strát (v dôsledku vodivosti v dielektriku, ktoré môže byť v anténe).

 

Účinnosť (alebo účinnosť žiarenia) antény možno zapísať ako pomer vyžarovaného výkonu k príkonu antény:

Účinnosť je v konečnom dôsledku pomer, ktorý dáva číslo medzi 0 a 1. Účinnosť sa veľmi často uvádza ako percentuálna hodnota; napríklad účinnosť 0.5 je rovnaká ako 50%. Anténna účinnosť sa tiež často uvádza v decibeloch (dB); účinnosť 0.1 je 10% alebo (-10 dB) a účinnosť 0.5 alebo 50% je -3 dB.

 

Rovnica [1] sa niekedy označuje ako účinnosť žiarenia antény. To ho odlišuje od niekedy používaného výrazu, ktorý sa nazýva „celková účinnosť“ antény. Celková účinnosť antény je účinnosť žiarenia vynásobená stratou impedančného nesúladu antény pri pripojení k prenosovému vedeniu alebo prijímaču (rádiu alebo vysielaču). To možno zhrnúť do rovnice [2], kde účinnosť antény je celková účinnosť na antény, impedancia mismatchloss, je strata z antény vzhľadom k nesúladu impedancia,  a celková účinnosť isthe účinnosť antény žiarenia.

 

 

Od  je vždy číslo medzi 0 a 1, celková účinnosť antény je vždy nižšia ako účinnosť žiarenia antény. Povedané iným spôsobom, účinnosť žiarenia je rovnaká ako celková účinnosť antény, ak nedošlo k strate v dôsledku nesúladu prekážok.

 

Účinnosť je jedným z najdôležitejších anténnych parametrov. Môže to byť veľmi blízko 100% (alebo 0 dB) pre paraboly, hornantennas alebo dipóly s polovičnou vlnovou dĺžkou bez toho, aby okolo nich boli stratové materiály. Antény pre mobilné telefóny alebo antény wifi v produktoch spotrebnej elektroniky majú zvyčajne účinnosť od 20% do 70 % (-7 až -1.5 dB). Straty sú často spôsobené elektronikou a materiálmi, ktoré obklopujú antény; tieto majú tendenciu absorbovať časť vyžarovaného výkonu (premenu energie na teplo), čo znižuje účinnosť antény. Antény autorádia môžu mať celkovú anténnu účinnosť -20 dB (účinnosť 1%) na rádiových frekvenciách AM; je to preto, že antény sú pri prevádzkovej frekvencii oveľa menšie ako polovica vlnovej dĺžky, čo výrazne znižuje účinnosť antény. Rádiové spojenie je zachované, pretože vysielacia veža AM používa veľmi vysoký vysielací výkon.

 

Zlepšenie straty nesúladu impedancie je diskutované v Smithových diagramoch a sekcii porovnávania impedancie. Vyrovnávanie impedancie môže výrazne zvýšiť účinnosť antény.

 

Antenna Gain

Pojem zisk antény popisuje, koľko energie sa prenáša v smere vrcholového žiarenia na žiarenie izotropického zdroja. Zisk antény je častejšie uvedený v technickom liste skutočnej antény, pretože zohľadňuje skutočné straty, ku ktorým dôjde.

 

Anténa so ziskom 3 dB znamená, že výkon prijímaný ďaleko od antény bude o 3 dB vyšší (dvakrát toľko) ako to, čo by sa prijímalo z bezstratovej izotropnej antény s rovnakým vstupným výkonom.

 

O zisku antény sa niekedy hovorí ako o funkcii uhla, ale keď je uvedené jediné číslo, zisk je „maximálny zisk“ vo všetkých smeroch. Zisk antény (G) môže súvisieť so smernosťou (D) podľa:

 

 

Zisk skutočnej antény môže byť rovnako vysoký ako 40 - 50 dB pre veľmi veľké parabolické antény (aj keď je to zriedkavé). Smerovosť môže byť pre skutočnú anténu tak nízka ako 1.76 dB (príklad: krátka dipólová anténa), teoreticky však nikdy nemôže byť nižšia ako 0 dB. Špičkový zisk antény však môže byť ľubovoľne nízky kvôli stratám alebo nízkej účinnosti. Elektricky malé antény (malé vzhľadom na vlnovú dĺžku frekvencie, na ktorej anténa pracuje) môžu byť veľmi neefektívne, pričom zisk antény je nižší ako -10 dB (aj bez účtovanie straty z nesúladu impedancie).

Zanechajte správu 

zoznam správ