Effektiviteten af enantennerefererer til antennens evne til at konvertere input elektrisk energi til udstrålet energi.I trådløs kommunikation har antenneeffektivitet en vigtig indflydelse på signaltransmissionskvalitet og strømforbrug.
Effektiviteten af antennen kan udtrykkes med følgende formel:
Effektivitet = (udstrålet effekt / indgangseffekt) * 100 %
Blandt dem er udstrålet effekt den elektromagnetiske energi, der udstråles af antennen, og indgangseffekt er den elektriske energiinput til antennen.
Effektiviteten af en antenne påvirkes af mange faktorer, herunder antennedesign, materiale, størrelse, driftsfrekvens osv. Generelt kan man sige, at jo højere effektiviteten af antennen er, jo mere effektivt kan den konvertere den elektriske inputenergi til udstrålet energi, og derved. forbedre kvaliteten af signaltransmission og reducere strømforbruget.
Derfor er effektivitet en vigtig overvejelse ved design og valg af antenner, især i applikationer, der kræver langdistancetransmission eller har strenge krav til strømforbrug.
1. Antenneeffektivitet
figur 1
Begrebet antenneeffektivitet kan defineres ved hjælp af figur 1.
Den samlede antenneeffektivitet e0 bruges til at beregne antennetabene ved indgangen og inden for antennestrukturen.Med henvisning til figur 1(b) kan disse tab skyldes:
1. Refleksioner på grund af misforhold mellem transmissionslinjen og antennen;
2. Leder- og dielektriske tab.
Den samlede antenneeffektivitet kan opnås ud fra følgende formel:
Det vil sige, total effektivitet = produkt af misforholdseffektivitet, ledereffektivitet og dielektrisk effektivitet.
Det er normalt meget svært at beregne ledereffektivitet og dielektrisk effektivitet, men de kan bestemmes ved forsøg.Eksperimenter kan dog ikke skelne mellem de to tab, så ovenstående formel kan omskrives som:
ecd er antennens strålingseffektivitet og Γ er reflektionskoefficienten.
2. Gevinst og realiseret gevinst
En anden nyttig metrik til at beskrive antennens ydeevne er forstærkning.Selvom forstærkningen af en antenne er tæt forbundet med retningsevnen, er det en parameter, der tager højde for både effektiviteten og retningsevnen af antennen.Direktivitet er en parameter, der kun beskriver retningsegenskaberne for en antenne, så den bestemmes kun af strålingsmønsteret.
Forstærkningen af en antenne i en specificeret retning er defineret som "4π gange forholdet mellem strålingsintensiteten i den retning og den samlede indgangseffekt."Når ingen retning er specificeret, tages forstærkningen i retning af maksimal stråling generelt.Derfor er der generelt:
Generelt refererer det til relativ forstærkning, som er defineret som "forholdet mellem effektforstærkningen i en specificeret retning og effekten af en referenceantenne i en referenceretning".Indgangseffekten til denne antenne skal være ens.Referenceantennen kan være en vibrator, et horn eller en anden antenne.I de fleste tilfælde bruges en ikke-retningsbestemt punktkilde som referenceantenne.Derfor:
Forholdet mellem samlet udstrålet effekt og samlet indgangseffekt er som følger:
I henhold til IEEE-standarden inkluderer "forstærkning ikke tab på grund af impedansmismatch (refleksionstab) og polarisationsmismatch (tab)."Der er to gevinstbegreber, det ene kaldes gevinst (G) og det andet kaldes opnåelig gevinst (Gre), som tager højde for refleksion/mismatch tab.
Forholdet mellem forstærkning og retningsbestemmelse er:
Hvis antennen er perfekt tilpasset transmissionslinjen, det vil sige, at antenneindgangsimpedansen Zin er lig med den karakteristiske impedans Zc for linjen (|Γ| = 0), så er forstærkningen og den opnåelige forstærkning ens (Gre = G ).
For at lære mere om antenner, besøg venligst:
Indlægstid: 14-jun-2024
