Эффективностьантеннаотносится к способности антенны преобразовывать входную электрическую энергию в излучаемую энергию.В беспроводной связи эффективность антенны оказывает важное влияние на качество передачи сигнала и энергопотребление.
Эффективность антенны можно выразить следующей формулой:
Эффективность = (Излучаемая мощность / Входная мощность) * 100%
Среди них излучаемая мощность — это электромагнитная энергия, излучаемая антенной, а входная мощность — это электрическая энергия, подаваемая на антенну.
На эффективность антенны влияет множество факторов, включая конструкцию антенны, материал, размер, рабочую частоту и т. д. Вообще говоря, чем выше эффективность антенны, тем эффективнее она может преобразовывать входную электрическую энергию в излучаемую энергию, тем самым улучшение качества передачи сигнала и снижение энергопотребления.
Поэтому эффективность является важным фактором при проектировании и выборе антенн, особенно в приложениях, требующих передачи на большие расстояния или предъявляющих строгие требования к энергопотреблению.
1. Эффективность антенны
![Принципиальная схема эффективности антенны](http://www.rf-miso.com/uploads/Conceptual-diagram-of-antenna-efficiency1.png)
Рисунок 1
Понятие эффективности антенны можно определить, используя рисунок 1.
Суммарный КПД антенны e0 используется для расчета потерь антенны на входе и внутри антенной конструкции.Ссылаясь на рисунок 1(b), эти потери могут быть вызваны:
1. Отражения из-за несоответствия линии передачи и антенны;
2. Проводниковые и диэлектрические потери.
Общий КПД антенны можно получить по следующей формуле:
![3e0064a0af5d43324d41f9bb7c5f709](http://www.rf-miso.com/uploads/3e0064a0af5d43324d41f9bb7c5f709.png)
То есть общая эффективность = произведение эффективности рассогласования, эффективности проводника и диэлектрической эффективности.
Обычно очень сложно рассчитать эффективность проводника и диэлектрическую эффективность, но их можно определить экспериментальным путем.Однако эксперименты не могут различить эти две потери, поэтому приведенную выше формулу можно переписать как:
![46d4f33847d7d8f29bb8a9c277e7e23](http://www.rf-miso.com/uploads/46d4f33847d7d8f29bb8a9c277e7e23-300x62.png)
ecd — эффективность излучения антенны, Γ — коэффициент отражения.
2. Прибыль и реализованная прибыль
Еще одним полезным показателем для описания характеристик антенны является коэффициент усиления.Хотя коэффициент усиления антенны тесно связан с направленностью, это параметр, который учитывает как эффективность, так и направленность антенны.Направленность — это параметр, который описывает только характеристики направленности антенны, поэтому он определяется только диаграммой направленности.
Коэффициент усиления антенны в определенном направлении определяется как «4π-кратное отношение интенсивности излучения в этом направлении к общей входной мощности».Если направление не указано, обычно принимается усиление в направлении максимального излучения.Поэтому обычно существует:
![2](http://www.rf-miso.com/uploads/2167.png)
В общем, это относится к относительному усилению, которое определяется как «отношение усиления мощности в заданном направлении к мощности эталонной антенны в опорном направлении».Входная мощность этой антенны должна быть одинаковой.Эталонная антенна может представлять собой вибратор, рупор или другую антенну.В большинстве случаев в качестве опорной антенны используется ненаправленный точечный источник.Поэтому:
![3](http://www.rf-miso.com/uploads/3163.png)
Соотношение между общей излучаемой мощностью и общей входной мощностью следующее:
![0c4a8b9b008dd361dd0d77e83779345](http://www.rf-miso.com/uploads/0c4a8b9b008dd361dd0d77e83779345.png)
Согласно стандарту IEEE, «усиление не включает потери из-за несоответствия импедансов (потери на отражение) и несоответствия (потери) поляризации».Существует две концепции усиления: одна называется усилением (G), а другая называется достижимым усилением (Gre), которая учитывает потери на отражение/рассогласование.
Связь между усилением и направленностью такова:
![4](http://www.rf-miso.com/uploads/4142.png)
![5](http://www.rf-miso.com/uploads/5114.png)
Если антенна идеально согласована с линией передачи, т. е. входное сопротивление антенны Zin равно характеристическому сопротивлению Zc линии (|Γ| = 0), то коэффициент усиления и достижимый коэффициент усиления равны (Gre = G ).
Чтобы узнать больше об антеннах, посетите:
![](/wp-content/plugins/bb-plugin/img/pixel.png)
Время публикации: 14 июня 2024 г.