Ефикасност антенеописује како се ефикасно прихваћена РФ снага претвара у зрачену снагу. То је кључни параметар антене јер губици проводника, диелектрични губици и неусклађеност импедансе могу смањити употребљиво зрачење чак и када антена има одговарајући дијаграм усмеравања.
Основна формула за ефикасност зрачења је:
Ефикасност зрачења, ерадар= Прадар/ Пприхваћено
Укупна ефикасност такође укључује неусклађеност на улазу антене:
Укупна ефикасност, е0= (1 - |Γ|2) ерадар
где је Прадарје зрачена снага, Pприхваћеноје прихваћена снага, а Γ је улазни коефицијент рефлексије. Овај водич објашњава формуле за ефикасност антене, механизме губитака, појачање, усмереност, остварено појачање и уобичајене методе мерења.
Ефикасност антене: Дефиниције и формуле
Слика 1
Концепт ефикасности антене може се дефинисати помоћу слике 1.
Укупна ефикасност антене e0 се користи за израчунавање губитака антене на улазу и унутар структуре антене. Позивајући се на слику 1(б), ови губици могу бити последица:
1. Рефлексије услед неусклађености између далековода и антене;
2. Губици проводника и диелектричне енергије.
Укупна ефикасност антене може се добити помоћу следеће формуле:
То јест, укупна ефикасност = производ ефикасности неусклађености, ефикасности проводника и диелектричне ефикасности.
Обично је веома тешко израчунати ефикасност проводника и диелектричну ефикасност, али се оне могу одредити експериментима. Међутим, експерименти не могу разликовати ова два губитка, па се горња формула може преписати као:
ecd је ефикасност зрачења антене, а Γ је коефицијент рефлексије.
Појачање, усмереност и остварено појачање
Усмерностописује колико је концентрисан дијаграм зрачења у датом правцу.Добитаккомбинује усмереност са ефикасношћу зрачења:
Г = ерадарD
где је G појачање, D је усмереност и eрадарје ефикасност зрачења. Појачање стога узима у обзир губитке проводника и диелектричне енергије, али обично искључује губитке услед неусклађености импедансе.
Генерално, односи се на релативно појачање, које је дефинисано као „однос појачања снаге у одређеном смеру и снаге референтне антене у референтном смеру“. Улазна снага ове антене мора бити једнака. Референтна антена може бити вибратор, рупа или друга антена. У већини случајева, као референтна антена се користи неусмерени тачкасти извор. Стога:
Однос између укупне зрачене снаге и укупне улазне снаге је следећи:
Остварени добитакукључује ефекат неусклађености улаза и повезан је са појачањем помоћу:
Gреализовао= (1 - |Γ|2)G
Када је антена добро усклађена, остварено појачање се приближава појачању. Ако је неусклађеност значајна, остварено појачање је ниже чак и када дијаграм зрачења и ефикасност зрачења остану непромењени.
Однос између појачања и усмерености је:
Ако је антена савршено усклађена са далеководом, |Γ| = 0 и остварено појачање је једнако појачању. У практичним системима, губитак у каблу и референтна раван за калибрацију такође морају бити узети у обзир приликом поређења измерених и симулираних вредности.
Кључни фактори који смањују ефикасност антене
- Коначна проводљивост проводника и површинска храпавост
- Диелектрични губици у подлогама, радарним кућиштима и носећим материјалима
- Неусклађеност импедансе на фиду
- Мреже за подударање са губицима, конектори и структуре фида
- Инсталација у близини метала, апсорбујућих материјала или људског тела
- Производне толеранције и расподела струје зависна од фреквенције
Како се мери ефикасност антене
Метод мерења зависи од типа антене, фреквентног опсега и расположивих тестних капацитета. Уобичајени приступи укључују поређење појачања и усмерености, интеграцију дијаграма зрачења, мерења у реверберационој комори и Вилер-кап методу за одговарајуће електрично мале антене. Прецизна калибрација, корекција губитака кабла, поравнање поларизације и јасно дефинисана референтна раван су неопходни за значајне резултате.
Коришћење ефикасности и појачања при избору антене
Ефикасност, појачање, остварено појачање, пропусни опсег, поларизација, ширина снопа и VSWR треба процењивати заједно. Антена са високом усмереношћу и даље може дати лоше остварено појачање ако су губитак или неусклађеност прекомерни. Инжењери би требало да упореде вредности у целом радном опсегу и под репрезентативним условима монтаже.
Истражите РФ МИСОрешења за антенеили прегледајте нашемогућности тестирања антенаЗа избор специфичан за апликацију, поделите оперативни опсег, потребно појачање, поларизацију, ограничења монтаже и окружење за тестирање са RF MISO тимом.
Да бисте сазнали више о антенама, посетите:
Време објаве: 14. јун 2024.
