Effektiviteten af en antenne er relateret til den strøm, der leveres til antennen, og den effekt, som antennen udstråler.En højeffektiv antenne vil udstråle det meste af den energi, der leveres til antennen.En ineffektiv antenne absorberer det meste af den strøm, der går tabt i antennen.En ineffektiv antenne kan også have en masse energi reflekteret på grund af impedansmismatch.Reducer den udstrålede effekt fra en ineffektiv antenne sammenlignet med en mere effektiv antenne.
[Sidebemærkning: Antenneimpedans diskuteres i et senere kapitel.Impedansmismatch reflekteres strøm fra antennen, fordi impedansen er en forkert værdi.Derfor kaldes dette impedansmismatch.]
Typen af tab 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 inputeffekt.Dette er ligning [1].Også kendt som strålingseffektivitetsantenneeffektivitet.
[Ligning 1]
Effektivitet er et forhold.Dette forhold er altid en mængde mellem 0 og 1. Virkningsgrad er ofte angivet i procentpoint.For eksempel er en effektivitet på 0,5 op til 50 % det samme.Antenneeffektivitet er også ofte angivet i decibel (dB).En effektivitet på 0,1 svarer til 10 %.Dette er også lig med -10 decibel (-10 decibel).En effektivitet på 0,5 svarer til 50 %.Dette er også lig med -3 decibel (dB).
Den første ligning kaldes nogle gange for antennens strålingseffektivitet.Dette adskiller det fra et andet almindeligt brugt udtryk kaldet antennens totale effektivitet.Total effektiv effektivitet Antennestrålingseffektivitet ganget med impedansmismatchtabet for antennen.Impedansmismatchtab opstår, når antennen er fysisk forbundet til transmissionslinjen eller modtageren.Dette kan opsummeres i formel [2].
[Ligning 2]
formel [2]
Impedansmismatchtab 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 nogen tab, er strålingseffektiviteten lig med den samlede antenneeffektivitet på grund af impedansmismatch.
Forbedring af effektiviteten er en af de vigtigste antenneparametre.Det kan være meget tæt på 100 % med en parabol, hornantenne eller halvbølgelængdedipol uden noget tabsgivende materiale omkring sig.Mobiltelefonantenner eller forbrugerelektronikantenner har typisk en effektivitet på 20%-70%.Dette svarer til -7 dB -1,5 dB (-7, -1,5 dB).Ofte på grund af tab af elektronik og materialer omkring antennen.Disse har en tendens til at absorbere noget udstrålet kraft.Energien omdannes til varmeenergi, og der er ingen stråling.Dette reducerer antennens effektivitet.Bilradioantenner kan fungere ved AM-radiofrekvenser med en antennevirkningsgrad på 0,01.[Dette er 1% eller -20 dB.] Denne ineffektivitet skyldes, at antennen er mindre end en halv bølgelængde ved driftsfrekvensen.Dette reducerer effektiviteten af antennen betydeligt.Trådløse forbindelser opretholdes, fordi AM-broadcast-tårne anvender meget høj sendeeffekt.
Impedansmismatchtab er diskuteret i Smith-diagrammet og Impedansmatching-sektionerne.Impedanstilpasning kan i høj grad forbedre effektiviteten af antennen.
Antenneforstærkning
Langsigtet antenneforstærkning beskriver, hvor meget effekt der transmitteres i spidsstrålingsretningen i forhold til en isotrop kilde.Antenneforstærkning er mere almindeligt citeret 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 isotrop antenne med samme indgangseffekt.3 dB svarer til det dobbelte af strømforsyningen.
Antenneforstærkning diskuteres nogle gange som en funktion af retning eller vinkel.Men når et enkelt tal angiver forstærkningen, så er dette tal spidsforstærkningen for alle retninger.Antenneforstærkningens "G" kan sammenlignes med retningsbestemmelsen for "D" af futuristisk type.
[Ligning 3]
Forstærkningen af en rigtig antenne, som kan være lige så høj som en meget stor parabol, er 50 dB.Direktiviteten kan være så lav som 1,76 dB som en rigtig antenne (såsom en kort dipolantenne).Retningsgraden må aldrig være mindre end 0 dB.Den maksimale antenneforstærkning kan dog være vilkårligt lille.Dette skyldes tab eller ineffektivitet.Elektrisk små antenner er relativt små antenner, der opererer på bølgelængden af den frekvens, som antennen opererer med.Små antenner kan være meget ineffektive.Antenneforstærkning er ofte under -10 dB, selv når der ikke tages højde for impedansmismatch.
Indlægstid: 16-november 2023
