Hvordan caculate antennen Effektivitet og antenne Gain

Her vil vi presentere to grunnleggende antenne parametere: antenneeffektivitet og antenne gevinst.
 

Antenne Effektivitet

Effektiviteten til en antenne er relatert til kraften som leveres til antennen og kraften som utstråles eller spres i antennen. En høyeffektiv antenne har mesteparten av strømmen til stede på antennens inngang. En antenne med lav effektivitet har det meste av strømabsorbert som tap i antennen, eller reflektert bort på grunn av uoverensstemmelse.
 

[Sideanmerkning: Antenneimpedans er diskutert i et senere avsnitt. Impedansmatch er ganske enkelt kraft som reflekteres fra antennen fordi impedansen ikke er riktig verdi; derav "impedancemismatch". ]
 

Tapene assosiert i en antenne aretypisk ledningstap (på grunn av antennens endelige ledningsevne) og dielektriske tap (på grunn av ledning i et dielektrikum som kan være tilstede i en antenne).

 

Antenneeffektiviteten (eller strålingseffektiviteten) kan skrives som forholdet mellom den utstrålte effekten og antennens inngangseffekt:

Effektivitet er til syvende og sist et forhold, som gir et tall mellom 0 og 1. Effektivitet er ofte sitert når det gjelder apersentasjon; for eksempel er en effektivitet på 0.5 den samme som 50%. Antenneeffektivitet siteres også ofte i desibel (dB); en virkningsgrad på 0.1 er 10% eller (-10 dB), og en virkningsgrad på 0.5 eller 50% er -3 dB.

 

Ligning [1] er noen ganger referert til som antennens strålingseffektivitet. Dette skiller det fra et annet brukt begrep, kalt en antennes "total effektivitet". Den totale effektiviteten til en antenne er strålingseffektiviteten multiplisert med antennets impedansfeil tap når den er koblet til en overføringslinje eller mottaker (radio eller sender). Dette kan oppsummeres i ligning [2], hvor antenne effektivitet er antennen totale effektivitet, impedans mismatchloss, er antennen tap på grunn av impedans mismatch,  og total effektivitet isthe antenne stråling effektivitet.

 

 

Siden  er alltid et tall mellom 0 og 1, er den totale antenneeffektiviteten alltid mindre enn antennens strålingseffektivitet. Sagt på en annen måte, er strålingseffektiviteten den samme som den totale antenneeffektiviteten hvis det ikke var noe tap på grunn av uoverensstemmelse.

 

Effektivitet er en av de viktigste antenneparametrene. Det kan være veldig nær 100% (eller 0 dB) for tallerkener, hornantennas eller dipoles med halv bølgelengde uten tapte materialer rundt seg. Mobiltelefonantenner eller wifi-antenner i forbrukerelektronikkprodukter har vanligvis effektiviteter fra 20% -70 % (-7 til -1.5 dB). Tapene skyldes ofte elektronikken og materialene som omgir antennene. disse har en tendens til å absorbere noe av den utstrålte effekten (konverterer energien til varme), noe som senker effektiviteten til antennen. Bilradioantenner kan ha en samlet antenneeffektivitet på -20 dB (1% effektivitet) ved AM-radiofrekvensene; dette er fordi antennene er mye mindre enn en halv bølgelengde ved driftsfrekvensen, noe som reduserer antenneeffektiviteten sterkt. Radiokoblingen opprettholdes fordi AM Broadcast-tårnet bruker veldig høy sendekraft.

 

Forbedring av tap av impedansforskjell diskuteres i delen Smith Charts og matching av impedans. Impedancematching kan forbedre effektiviteten til en antenne.

 

Antenne Gain

Begrepet Antenna Gain beskriver hvor mye kraft som overføres i retning av toppstråling til en isotropicsource. Antenneforsterkning blir oftere sitert i spesifikasjonsarket til en ekte antenne fordi det tar hensyn til de faktiske tapene som oppstår.

 

En antenne med en forsterkning på 3 dB betyr at strømmen som mottas langt fra antennen vil være 3 dB høyere (dobbelt så mye) enn hva som ville mottatt fra en tapsfri isotrop antenne med samme inngangseffekt.

 

Antenneforsterkning diskuteres noen ganger som en funksjon av vinkelen, men når et enkelt tall blir sitert, er gevinsten 'toppgevinsten' over alle retninger. Antenneforsterkning (G) kan relateres til direktivitet (D) ved å:

 

 

Gevinsten av en ekte antenne kan være like høy som 40-50 dB for veldig store antenner (selv om dette er sjelden). Direktivitet kan være så lavt som 1.76 dB for en ekte antenne (eksempel: kort dipolantenne), men kan teoretisk aldri være mindre enn 0 dB. Imidlertid kan toppforsterkningen til antennen være vilkårlig lav på grunn av tap eller lav effektivitet. Elektrisk små antenner (liten i forhold til bølgelengden til frekvensen som antennen opererer på) kan være veldig ineffektive, med antenne gevinster lavere enn -10 dB (selv uten regnskapsmessig tap av impedansmatching).

Legg igjen en beskjed 

Meldingsliste