Эфектыўнасць антэныапісвае, наколькі эфектыўна прынятая радыёчастотная магутнасць пераўтвараецца ў выпраменьваную магутнасць. Гэта ключавы параметр антэны, паколькі страты ў правадніку, дыэлектрычныя страты і неадпаведнасць імпедансу могуць знізіць карыснае выпраменьванне, нават калі антэна мае адпаведную дыяграму накіраванасці.
Асноўная формула эфектыўнасці выпраменьвання выглядае наступным чынам:
Эфектыўнасць выпраменьвання, ерадыян= Прадыян/ Ппрынята
Агульная эфектыўнасць таксама ўключае ў сябе неадпаведнасць на ўваходзе антэны:
Агульны ККД, е0= (1 - |Γ|2) ерадыян
дзе Pрадыян— выпраменьваная магутнасць, Pпрынята— прынятая магутнасць, а Γ — уваходны каэфіцыент адлюстравання. У гэтым кіраўніцтве тлумачацца формулы эфектыўнасці антэны, механізмы страт, узмацненне, накіраванасць, рэалізаванае ўзмацненне і распаўсюджаныя метады вымярэння.
Эфектыўнасць антэны: азначэнні і формулы
Малюнак 1
Паняцце эфектыўнасці антэны можна вызначыць з дапамогай малюнка 1.
Агульны каэфіцыент эфектыўнасці антэны e0 выкарыстоўваецца для разліку страт антэны на ўваходзе і ўнутры канструкцыі антэны. Звяртаючыся да малюнка 1(b), гэтыя страты могуць быць выкліканы:
1. Адлюстраванні з-за неадпаведнасці паміж лініяй перадачы і антэнай;
2. Страты ў правадніку і дыэлектрыку.
Агульную эфектыўнасць антэны можна атрымаць па наступнай формуле:
Гэта значыць, што агульны ККД = здабытак ККД неадпаведнасці, ККД правадніка і ККД дыэлектрыка.
Звычайна вельмі складана разлічыць эфектыўнасць правадніка і дыэлектрычную эфектыўнасць, але іх можна вызначыць эксперыментальна. Аднак эксперыменты не могуць адрозніць гэтыя дзве страты, таму прыведзеную вышэй формулу можна перапісаць наступным чынам:
ecd — эфектыўнасць выпраменьвання антэны, а Γ — каэфіцыент адлюстравання.
Узмацненне, накіраванасць і рэалізаванае ўзмацненне
Накіраванасцьапісвае, наколькі сканцэнтравана дыяграма выпраменьвання ў дадзеным кірунку.Узмацненнеспалучае накіраванасць з эфектыўнасцю выпраменьвання:
G = eрадыянD
дзе G — узмацненне, D — накіраванасць, а eрадыян— гэта эфектыўнасць выпраменьвання. Такім чынам, каэфіцыент узмацнення ўлічвае страты ў правадніку і дыэлектрыку, але звычайна не ўлічвае страты з-за неадпаведнасці імпедансу.
Увогуле, гэта адносіцца да адноснага ўзмацнення, якое вызначаецца як «суадносіны ўзмацнення па магутнасці ў зададзеным кірунку да магутнасці эталоннай антэны ў эталонным кірунку». Уваходная магутнасць гэтай антэны павінна быць роўнай. Эталоннай антэнай можа быць вібратар, рупор або іншая антэна. У большасці выпадкаў у якасці эталоннай антэны выкарыстоўваецца ненакіраваная кропкавая крыніца. Такім чынам:
Суадносіны паміж агульнай выпраменьвальнай магутнасцю і агульнай уваходнай магутнасцю наступныя:
Рэалізаваны прыбытакуключае ўплыў неадпаведнасці ўваходных сігналаў і звязаны з узмацненнем наступным чынам:
Gрэалізаваны= (1 - |Γ|2)G
Калі антэна добра ўзгадняецца, рэалізаваны каэфіцыент узмацнення набліжаецца да каэфіцыента ўзмацнення. Калі разыходжанне значнае, рэалізаваны каэфіцыент узмацнення ніжэйшы, нават калі дыяграма накіраванасці і эфектыўнасць выпраменьвання застаюцца нязменнымі.
Суадносіны паміж узмацненнем і накіраванасцю:
Калі антэна ідэальна сумяшчальная з лініяй перадачы, |Γ| = 0, і рэалізаваны каэфіцыент узмацнення роўны каэфіцыенту ўзмацнення. У практычных сістэмах пры параўнанні вымераных і мадэляваных значэнняў неабходна таксама ўлічваць страты ў кабелі і калібравальную плоскасць апорнай напругі.
Асноўныя фактары, якія зніжаюць эфектыўнасць антэны
- Канчатковая праводнасць правадніка і шурпатасць паверхні
- Дыэлектрычныя страты ў падкладках, абалонках і апорных матэрыялах
- Неадпаведнасць імпедансу на патоку
- Сеткі супастаўлення са стратамі, раздымы і структуры падачы
- Усталёўка побач з металам, паглынальнымі матэрыяламі або целам чалавека
- Вытворчыя дапушчэнні і размеркаванне току ў залежнасці ад частаты
Як вымяраецца эфектыўнасць антэны
Метад вымярэння залежыць ад тыпу антэны, дыяпазону частот і даступнага выпрабавальнага абсталявання. Распаўсюджаныя падыходы ўключаюць параўнанне каэфіцыента ўзмацнення і накіраванасці, інтэграцыю дыяграмы выпраменьвання, вымярэнні ў рэверберацыйнай камеры і метад Уілера-капа для падыходных электрычна малых антэн. Дакладная каліброўка, карэкцыя страт у кабелі, выраўноўванне палярызацыі і выразна акрэсленая плоскасць адліку маюць важнае значэнне для атрымання значных вынікаў.
Выкарыстанне эфектыўнасці і ўзмацнення пры выбары антэны
Эфектыўнасць, узмацненне, рэалізаванае ўзмацненне, прапускная здольнасць, палярызацыя, шырыня прамяня і КСХН павінны ацэньвацца разам. Антэна з высокай накіраванасцю ўсё яшчэ можа забяспечваць нізкае рэалізаванае ўзмацненне, калі страты або разыходжанне празмерныя. Інжынеры павінны параўноўваць значэнні па ўсім працоўным дыяпазоне і ў тыповых умовах мантажу.
Даследуйце RF MISOантэнныя рашэнніабо азнаёмцеся з нашымімагчымасці тэставання антэнДля выбару ў залежнасці ад прымянення паведаміце камандзе RF MISO пра рабочы дыяпазон, неабходны ўзмацненне, палярызацыю, абмежаванні мантажу і ўмовы выпрабаванняў.
Каб даведацца больш пра антэны, наведайце:
Час публікацыі: 14 чэрвеня 2024 г.
