Miten caculate antennin tehokkuutta ja antennin vahvistus

Täällä me esitellä kaksi perustavaa laatua antenni parametrit: antennin tehokkuutta ja antennin vahvistus.
 

Antenni Tehokkuus

Antennin tehokkuus riippuu antennille syötetystä tehosta ja säteilyn säteilemästä tai haihtuneesta tehosta. Tehokkaalla antennilla suurin osa theantenna-tulossa olevasta tehosta säteilee. Pienitehoisella antennilla on suurin osa tehosta absorboitunut häviöinä antennissa tai heijastunut pois impedanssin epäsuhdasta johtuen.
 

[Sivuhuomautus: Antennin impedanssia käsitellään myöhemmin. Impedanssin epäsuhta on yksinkertaisesti teho, joka heijastuu anantennasta, koska sen impedanssi ei ole oikea arvo; siten "impedanssivastaavuus". ]
 

Antenniin liittyvät häviöt johtavat aretyyppisesti johtohäviöihin (antennin rajallisesta johtavuudesta johtuen) ja dielektrisiin häviöihin (johtuen johtumisesta dielektrissä, jota voi esiintyä antennissa).

 

Antennin hyötysuhde (tai säteilykerroin) voidaan kirjoittaa säteilytetyn tehon ja antennin tulotehon suhteeksi:

Tehokkuus on viime kädessä suhde, joka antaa numeron 0: n ja 1. Tehokkuuden välillä ilmoitetaan usein prosenttiosuus; esimerkiksi hyötysuhde 0.5 on sama kuin 50%. Antennitehokkuus ilmoitetaan myös usein desibeleinä (dB); hyötysuhde 0.1 on10% tai (-10 dB) ja hyötysuhde 0.5 tai 50% on -3 dB.

 

Yhtälöön [1] viitataan joskus antennin säteilytehoon. Tämä erottaa sen toisinaan käytetystä termistä, jota kutsutaan antennin "kokonaishyötysuhteeksi". Antennin kokonaishyötysuhde on säteilyn hyötysuhde kerrottuna antennin impedanssin epäsuhtahäviöllä, kun se on kytketty siirtolinjaan tai vastaanottimeen (radio tai lähetin). Tämä voidaan tiivistää yhtälöön [2], jossa Antennin tehokkuus on antennin kokonaishyötysuhde, impedanssi mismatchloss, on antennin menetyksistä impedanssiepäsovituksesta,  ja kokonaishyötysuhde isthe antennin säteilyn tehokkuutta.

 

 

Koska  on aina numero välillä 0 - 1, antennin kokonaishyötysuhde on aina pienempi kuin antennin säteilytehokkuus. Sanoi toisella tavalla, että säteilytehokkuus on sama kuin antennin kokonaishyötysuhde, jos impedanssin epäsuhdasta ei aiheudu menetystä.

 

Tehokkuus on yksi tärkeimmistä antenniparametreista. Se voi olla hyvin lähellä 100% (tai 0 dB) lautaselle, hornantennille tai puoliaallonpituukselle oleville dipoleille, eikä niiden ympärillä ole häviöllisiä materiaaleja. % (-20 - -70 dB). Häviöt johtuvat usein antenneja ympäröivästä elektroniikasta ja materiaaleista; nämä pyrkivät absorboimaan osan säteilevästä tehosta (muuntamalla energian lämmöksi), mikä heikentää antennin tehokkuutta. Autoradioantennien kokonaisantennitehokkuus voi olla -7 dB (1.5% hyötysuhde) AM-radiotaajuuksilla; tämä johtuu siitä, että antennit ovat paljon pienempiä kuin puoli aallonpituutta toimintataajuudella, mikä alentaa huomattavasti antennin tehokkuutta. Radiolinkki ylläpidetään, koska AM-lähetystorni käyttää erittäin suurta lähetystehoa.

 

Impedanssin epäsuhtahäviön parantamista käsitellään Smithin kaaviot ja impedanssin sovitus -osiossa. Impedanssinvastaavuus voi parantaa huomattavasti antennin tehokkuutta.

 

Antennin vahvistus

Termi Antenna Gain kuvaa kuinka paljon voimaa siirretään huippusäteilyn suuntaan isotropisen lähteen voimaan. Antennivahvistus mainitaan yleisemmin todellisen antennin tekniset tiedot, koska siinä otetaan huomioon todelliset menetykset.

 

Antenni, jonka vahvistus on 3 dB, tarkoittaa, että kaukana antennista vastaanotettu teho on 3 dB suurempi (kaksi kertaa niin suuri) kuin mitä vastaanotettaisiin häviöttömältä isotrooppiselta antennilta samalla tuloteholla.

 

Antennivahvistuksesta keskustellaan joskus kulman funktiona, mutta kun yksi numero ilmoitetaan, vahvistus on "huippuvahvistus" kaikkiin suuntiin. Antennin vahvistus (G) voidaan liittää suuntaavuuteen (D) seuraavasti:

 

 

Todellisen antennin vahvistus voi olla jopa 40-50 dB erittäin suurille lautasantenneille (vaikka tämä on harvinaista). Suuntaus voi olla niinkin alhainen kuin 1.76 dB todelliselle antennille (esimerkki: lyhyt dipoliantenni), mutta se ei koskaan voi teoriassa olla pienempi kuin 0 dB. Anantennin huippuvahvistus voi kuitenkin olla mielivaltaisesti pieni häviöiden tai alhaisen hyötysuhteen vuoksi.Sähköisesti pienet antennit (pienet suhteessa sen taajuuden aallonpituuteen, jolla antenni toimii) voivat olla hyvin tehotonta, ja antennivahvistukset ovat alle -10 dB (jopa ilman impedanssin epätasapainon menetys).

Jätä viesti 

viestiluettelo