En antennes effektivitet er relateret til den effekt, der tilføres antennen, og den effekt, som antennen udstråler. En meget effektiv antenne vil udstråle det meste af den energi, der leveres til antennen. En ineffektiv antenne absorberer det meste af den effekt, der går tabt i antennen. En ineffektiv antenne kan også have en masse energi, der reflekteres ud på grund af impedansuoverensstemmelse. Reducer den udstrålede effekt fra en ineffektiv antenne sammenlignet med en mere effektiv antenne.
[Sidebemærkning: Antenneimpedans diskuteres i et senere kapitel. Impedansmismatch er reflekteret effekt fra antennen, fordi impedansen har en forkert værdi. Derfor kaldes dette impedansmismatch.]
Tabstypen i antennen er ledningstab. Ledningstab skyldes antennens begrænsede ledningsevne. En anden tabsmekanisme er dielektrisk tab. Dielektriske tab i antennen skyldes ledning i det dielektriske materiale. Isoleringsmateriale kan være til stede i eller omkring antennen.
Forholdet mellem antennens effektivitet og den udstrålede effekt kan skrives som antennens indgangseffekt. Dette er ligning [1]. Også kendt som antennens strålingseffektivitet.
[Ligning 1]
Effektivitet er et forhold. Dette forhold er altid en størrelse mellem 0 og 1. Effektivitet angives ofte i procent. For eksempel er en effektivitet på 0,5 op til 50 % den samme. Antenneeffektivitet angives også ofte i decibel (dB). En effektivitet på 0,1 er lig med 10 %. Dette er også lig med -10 decibel (-10 decibel). En effektivitet på 0,5 er lig med 50 %. Dette er også lig med -3 decibel (dB).
Den første ligning kaldes undertiden antennens strålingseffektivitet. Dette adskiller den fra et andet almindeligt anvendt udtryk kaldet antennens samlede effektivitet. Total effektiv effektivitet Antennens strålingseffektivitet ganget med antennens impedansmismatch-tab. Impedansmismatch-tab opstår, når antennen er fysisk forbundet til transmissionslinjen eller modtageren. Dette kan opsummeres i formel [2].
[Ligning 2]
formel [2]
Tabet af impedansmismatch er altid et tal mellem 0 og 1. Derfor er den samlede antenneeffektivitet altid mindre end strålingseffektiviteten. For at gentage dette, hvis der ikke er tab, er strålingseffektiviteten lig med den samlede antenneeffektivitet på grund af impedansmismatch.
Forbedring af effektiviteten er en af de vigtigste antenneparametre. Den kan være meget tæt på 100 % med en parabolantenne, hornantenne eller halvbølgelængdedipol uden tabsgivende materiale omkring den. Mobiltelefonantenner eller forbrugerelektronikantenner har typisk en effektivitet på 20 %-70 %. Dette svarer til -7 dB -1,5 dB (-7, -1,5 dB). Dette skyldes ofte tab af elektronik og materialer omkring antennen. Disse har en tendens til at absorbere noget udstrålet effekt. Energien omdannes til varmeenergi, og der er ingen stråling. Dette reducerer antennens effektivitet. Bilradioantenner kan fungere ved AM-radiofrekvenser med en antenneeffektivitet på 0,01. [Dette er 1 % eller -20 dB.] Denne ineffektivitet skyldes, at antennen er mindre end en halv bølgelængde ved driftsfrekvensen. Dette reducerer antennens effektivitet betydeligt. Trådløse forbindelser opretholdes, fordi AM-sendetårne anvender meget høj sendeeffekt.
Tab ved impedansmismatch diskuteres i afsnittene Smith Chart og Impedanstilpasning. Impedanstilpasning kan forbedre antennens effektivitet betydeligt.
Antenneforstærkning
Langtidsantenneforstærkning beskriver, hvor meget effekt der transmitteres i peakstrålingens retning i forhold til en isotropisk kilde. Antenneforstærkning er mere almindeligt angivet i specifikationsarket for en antenne. Antenneforstærkning er vigtig, fordi den tager højde for de faktiske tab, der opstår.
En antenne med 3 dB forstærkning betyder, at den effekt, der modtages fra antennen, er 3 dB meget højere, end den ville blive modtaget fra en tabsfri isotropisk antenne med samme indgangseffekt. 3 dB svarer til dobbelt så meget strømforsyning.
Antenneforstærkning diskuteres undertiden som en funktion af retning eller vinkel. Men når et enkelt tal angiver forstærkningen, er dette tal den maksimale forstærkning for alle retninger. "G" for antenneforstærkning kan sammenlignes med retningsvirkningen af "D" af futuristisk type.
[Ligning 3]
Forstærkningen af en rigtig antenne, som kan være lige så høj som en meget stor parabolantenne, er 50 dB. Retningsberegningen kan være så lav som 1,76 dB ligesom en rigtig antenne (såsom en kort dipolantenne). Retningsberegningen kan aldrig være mindre end 0 dB. Imidlertid kan den maksimale antenneforstærkning være vilkårligt lille. Dette skyldes tab eller ineffektivitet. Elektrisk små antenner er relativt små antenner, der opererer ved bølgelængden af den frekvens, som antennen opererer ved. Små antenner kan være meget ineffektive. Antenneforstærkningen er ofte under -10 dB, selv når impedansforskellen ikke tages i betragtning.
Opslagstidspunkt: 16. november 2023
