Sådan caculate antennen Effektivitet og antenne Gain

Her vil vi præsentere to grundlæggende antenne parametre: antenne effektivitet , antenneforstærkning.
 

Antenne Effektivitet

Effektiviteten af ​​en antenne relaterer til den strøm, der leveres til antennen, og den effekt, der udstråles eller spredes inden i antennen. En højeffektiv antenne har det meste af den strøm, der er til stede ved antennens indgang, udstrålet. En antenne med lav effektivitet har det meste af strømabsorberet som tab inden i antennen eller reflekteret væk på grund af uhensigtsmæssig match.
 

[Sidebemærkning: Antenneimpedans diskuteres i et senere afsnit. Impedansmatch er simpelthen kraft, der reflekteres fra antennen, fordi dens impedans ikke er den korrekte værdi; dermed "impedancemismatch". ]
 

Tabene forbundet i en antenne aretypisk ledningstab (på grund af antennens endelige ledningsevne) og dielektriske tab (på grund af ledning inden i et dielektrikum, der kan være til stede inden for en antenne).

 

Antenneeffektiviteten (eller strålingseffektiviteten) kan skrives som forholdet mellem den udstrålede effekt og antennens indgangseffekt:

Effektivitet er i sidste ende et forhold, der giver et tal mellem 0 og 1. Effektivitet citeres meget ofte med hensyn til procentdel; for eksempel er en effektivitet på 0.5 den samme som 50%. Antenneeffektivitet citeres også ofte i decibel (dB); en effektivitet på 0.1 er 10% eller (-10 dB), og en effektivitet på 0.5 eller 50% er -3 dB.

 

Ligning [1] henvises undertiden til antennens strålingseffektivitet. Dette adskiller det fra en anden gang brugt betegnelse, kaldet en antennes "samlede effektivitet". Den samlede effektivitet af en antenne er strålingseffektiviteten multipliceret med antennens impedans-misforholdstab, når den er forbundet til en transmissionslinje eller modtager (radio eller sender). Dette kan opsummeres i ligning [2], hvor antenne effektivitet er antennens samlede effektivitet, impedans mismatchloss, er antennens tab som følge af impedans mismatch,  og den samlede effektivitet isthe antennens stråling effektivitet.

 

 

Siden  er altid et tal mellem 0 og 1, er den samlede antenneeffektivitet altid mindre end antennens strålingseffektivitet. Sagt på en anden måde, er strålingseffektiviteten den samme som den samlede antenneeffektivitet, hvis der ikke var noget tab på grund af uoverensstemmelse.

 

Effektivitet er en af ​​de vigtigste antenneparametre. Det kan være meget tæt på 100% (eller 0 dB) til parabol, hornantennas eller dipoles med halvbølgelængde uden tabsgivende materialer omkring dem. Mobiltelefonantenner eller wifi-antenner i forbrugerelektronikprodukter har typisk effektiviteter fra 20% -70 % (-7 til -1.5 dB). Tabene skyldes ofte elektronikken og materialerne, der omgiver antennerne. disse har en tendens til at absorbere noget af den udstrålede effekt (konvertere energien til varme), hvilket sænker antennens effektivitet. Bilradioantenner kan have en samlet antenneeffektivitet på -20 dB (1% effektivitet) ved AM-radiofrekvenser; dette er fordi antennerne er meget mindre end en halv bølgelængde ved driftsfrekvensen, hvilket i høj grad reducerer antenneeffektiviteten. Radioforbindelsen opretholdes, fordi AM Broadcast-tårnet bruger en meget høj sendekraft.

 

Forbedring af tab af impedansoverensstemmelse diskuteres i afsnittet Smith-diagrammer og matchning af impedans. Impedancematching kan i høj grad forbedre effektiviteten af ​​en antenne.

 

Antenne Gain

Udtrykket Antenneforstærkning beskriver, hvor meget kraft der transmitteres i retning af peak-stråling til en isotropicsource. Antenneforstærkning citeres mere almindeligt i en ægte antennes specifikationsark, fordi den tager højde for de faktiske tab, der opstår.

 

En antenne med en forstærkning på 3 dB betyder, at den strøm, der modtages langt fra antennen, vil være 3 dB højere (dobbelt så meget) end, hvad der ville blive modtaget fra en tabsfri isotrop antenne med samme indgangseffekt.

 

Antenneforstærkning diskuteres undertiden som en vinkelfunktion, men når et enkelt tal citeres, er forstærkningen 'peakgain' over alle retninger. Antenneforstærkning (G) kan relateres til direktivitet (D) ved:

 

 

Gevinsten af ​​en rigtig antenne kan være så høj som 40-50 dB for meget store antenner (selvom dette er sjældent). Direktivitet kan være så lav som 1.76 dB for en rigtig antenne (eksempel: kort dipolantenne), men kan teoretisk aldrig være mindre end 0 dB. Den høje forstærkning af antennen kan dog være vilkårligt lav på grund af tab eller lav effektivitet. Elektrisk små antenner (små i forhold til bølgelængden af ​​frekvensen, som antennen arbejder på) kan være meget ineffektive, med antenne gevinster lavere end -10 dB (selv uden regnskabsmæssigt tab af impedansmatchning).

Læg en besked 

Message List