Эфектыўнасць антэны залежыць ад магутнасці, якая падаецца на антэну, і магутнасці, якая выпраменьваецца антэнай. Высокаэфектыўная антэна будзе выпраменьваць большую частку энергіі, якая падаецца на антэну. Неэфектыўная антэна паглынае большую частку энергіі, якая губляецца ўнутры антэны. Неэфектыўная антэна таксама можа мець вялікую колькасць энергіі, якая адбіваецца з-за неадпаведнасці імпедансу. Зменшце магутнасць выпраменьвання неэфектыўнай антэны ў параўнанні з больш эфектыўнай антэнай.
[Заўвага: Імпеданс антэны абмяркоўваецца ў наступным раздзеле. Неадпаведнасць імпедансу — гэта адлюстраваная магутнасць ад антэны, таму што імпеданс мае няправільнае значэнне. Таму гэта называецца неадпаведнасцю імпедансу.]
Тып страт унутры антэны — гэта страты праводнасці. Страты праводнасці абумоўлены абмежаванай праводнасцю антэны. Іншы механізм страт — дыэлектрычныя страты. Дыэлектрычныя страты ў антэне абумоўлены праводнасцю ў дыэлектрычным матэрыяле. Ізаляцыйны матэрыял можа прысутнічаць унутры антэны або вакол яе.
Стаўленне эфектыўнасці антэны да выпраменьвальнай магутнасці можна запісаць як уваходную магутнасць антэны. Гэта ўраўненне [1]. Таксама вядома як эфектыўнасць выпраменьвання, эфектыўнасць антэны.
[Раўнанне 1]
Эфектыўнасць — гэта суадносіны. Гэтыя суадносіны заўсёды знаходзяцца ў дыяпазоне ад 0 да 1. Эфектыўнасць часта вымяраецца ў працэнтах. Напрыклад, эфектыўнасць 0,5 роўная да 50%. Эфектыўнасць антэны таксама часта вымяраецца ў дэцыбелах (дБ). Эфектыўнасць 0,1 роўная 10%. Гэта таксама роўна -10 дэцыбелам (-10 дэцыбел). Эфектыўнасць 0,5 роўная 50%. Гэта таксама роўна -3 дэцыбелам (дБ).
Першае ўраўненне часам называюць эфектыўнасцю выпраменьвання антэны. Гэта адрознівае яго ад іншага шырока выкарыстоўванага тэрміна, які называецца агульнай эфектыўнасцю антэны. Агульная эфектыўная эфектыўнасць — эфектыўнасць выпраменьвання антэны, памножаная на страты з-за неадпаведнасці імпедансу антэны. Страты з-за неадпаведнасці імпедансу ўзнікаюць, калі антэна фізічна падключана да лініі перадачы або прымача. Гэта можна абагульніць формулай [2].
[Раўнанне 2]
формула [2]
Страты з-за неадпаведнасці імпедансу заўсёды з'яўляюцца лікам ад 0 да 1. Такім чынам, агульны ККД антэны заўсёды меншы за ККД выпраменьвання. Паўтараючы гэта, калі страт няма, ККД выпраменьвання роўны агульнаму ККД антэны з-за неадпаведнасці імпедансу.
Павышэнне эфектыўнасці з'яўляецца адным з найважнейшых параметраў антэны. Ён можа быць вельмі блізкі да 100% з дапамогай спадарожнікавай антэны, рупорнай антэны або дыполя з паловай хвалі без якіх-небудзь стратных матэрыялаў вакол яе. Антэны мабільных тэлефонаў або антэны бытавой электронікі звычайна маюць эфектыўнасць 20%-70%. Гэта эквівалентна -7 дБ -1,5 дБ (-7, -1,5 дБ). Часта з-за страты электронікі і матэрыялаў вакол антэны. Яны, як правіла, паглынаюць частку выпраменьвальнай магутнасці. Энергія пераўтвараецца ў цеплавую энергію, і выпраменьвання няма. Гэта зніжае эфектыўнасць антэны. Антэны аўтамабільных радыё могуць працаваць на радыёчастотах AM з эфектыўнасцю антэны 0,01. [Гэта 1% або -20 дБ.] Гэтая неэфектыўнасць звязана з тым, што антэна меншая за палову даўжыні хвалі на рабочай частаце. Гэта значна зніжае эфектыўнасць антэны. Бесправадныя сувязі падтрымліваюцца, таму што вяшчальныя вышкі AM выкарыстоўваюць вельмі высокую магутнасць перадачы.
Страты з-за неадпаведнасці імпедансу абмяркоўваюцца ў раздзелах "Дыяграма Сміта" і "Узгадненне імпедансу". Узгадненне імпедансу можа значна палепшыць эфектыўнасць антэны.
Узмацненне антэны
Доўгатэрміновы каэфіцыент узмацнення антэны апісвае, колькі магутнасці перадаецца ў пікавым кірунку выпраменьвання адносна ізатропнай крыніцы. Каэфіцыент узмацнення антэны часцей за ўсё паказваецца ў спецыфікацыі антэны. Каэфіцыент узмацнення антэны важны, таму што ён улічвае рэальныя страты, якія ўзнікаюць.
Антэна з каэфіцыентам узмацнення 3 дБ азначае, што магутнасць, якая атрымліваецца ад антэны, на 3 дБ значна вышэйшая, чым магутнасць, якая атрымліваецца ад ізатропнай антэны без страт з такой жа ўваходнай магутнасцю. 3 дБ эквівалентныя падвоенай магутнасці крыніцы харчавання.
Каэфіцыент узмацнення антэны часам разглядаецца як функцыя кірунку або вугла. Аднак, калі адзін лік вызначае каэфіцыент узмацнення, то гэты лік з'яўляецца пікавым каэфіцыентам узмацнення для ўсіх напрамкаў. «G» каэфіцыента ўзмацнення антэны можна параўнаць з накіраванасцю «D» футурыстычнага тыпу.
[Раўнанне 3]
Каэфіцыент узмацнення рэальнай антэны, які можа быць такім жа высокім, як вельмі вялікая спадарожнікавая антэна, складае 50 дБ. Накіраванасць можа быць усяго 1,76 дБ, як і ў рэальнай антэны (напрыклад, кароткай дыпольнай антэны). Накіраванасць ніколі не можа быць меншай за 0 дБ. Аднак пікавы каэфіцыент узмацнення антэны можа быць як заўгодна малым. Гэта звязана са стратамі або неэфектыўнасцю. Электрычна малыя антэны - гэта адносна малыя антэны, якія працуюць на даўжыні хвалі той частаты, на якой працуе антэна. Малыя антэны могуць быць вельмі неэфектыўнымі. Каэфіцыент узмацнення антэны часта ніжэйшы за -10 дБ, нават калі не ўлічваць неадпаведнасць імпедансу.
Час публікацыі: 16 лістапада 2023 г.
