Jak Vypočte Gain účinnost antény a anténní

Zde popíšeme dva základní parametry antény: Účinnost antény a zisk antény.
 

Anténa Účinnost

Účinnost antény souvisí s výkonem dodávaným do antény a výkonem vyzařovaným nebo rozptýleným v anténě. Vysoce účinná anténa má většinu energie přítomné na vstupu antény vyzařované pryč. Nízkoúčinná anténa má většinu energie absorbovanou jako ztráty v anténě nebo se odráží pryč kvůli nesouladu impedance.
 

[Poznámka: Impedance antény je popsána v další části. Nesoulad impedance je jednoduše síla odražená od antény, protože její impedance není správná hodnota; tedy „impedancemismatch“. ]
 

Ztráty spojené v anténě aretypicky spočívají ve ztrátách vedení (v důsledku konečné vodivosti antény) a dielektrických ztrát (v důsledku vedení v dielektriku, které může být přítomno v anténě).

 

Účinnost antény (nebo účinnost záření) lze zapsat jako poměr vyzářeného výkonu k příkonu antény:

Efektivita je v konečném důsledku poměr, který udává číslo mezi 0 a 1. Efektivita je velmi často uváděna v procentech; například účinnost 0.5 je stejná jako 50%. Anténní účinnost je také často uváděna v decibelech (dB); účinnost 0.1 je 10% nebo (-10 dB) a účinnost 0.5 nebo 50% je -3 dB.

 

Rovnice [1] se někdy označuje jako radiační účinnost antény. Tím se odlišuje od někdy používaného termínu, který se nazývá „celková účinnost“ antény. Celková účinnost antény je účinnost záření vynásobená ztrátou nesouladu impedance antény při připojení k přenosovému vedení nebo přijímači (rádiu nebo vysílači). To lze shrnout do rovnice [2], kde účinnost antény je celková účinnost na antény, impedance mismatchloss, je ztráta z antény vzhledem k nesouladu impedance,  a celková účinnost isthe účinnost antény záření.

 

 

Od  je vždy číslo mezi 0 a 1, celková účinnost antény je vždy nižší než účinnost záření antény. Jinak řečeno, účinnost záření je stejná jako celková účinnost antény, pokud nedojde ke ztrátě způsobené nesouladem překážek.

 

Účinnost je jedním z nejdůležitějších anténních parametrů. Může být velmi blízký 100% (nebo 0 dB) pro paraboly, hornantennas nebo dipoly s poloviční vlnovou délkou bez ztráty materiálu kolem nich. Antény mobilních telefonů nebo antény wifi v produktech spotřební elektroniky mají obvykle účinnost od 20% do 70 % (-7 až -1.5 dB). Ztráty jsou často způsobeny elektronikou a materiály, které obklopují antény; tyto mají tendenci absorbovat část vyzařovaného výkonu (přeměnu energie na teplo), což snižuje účinnost antény. Antény autorádia mohou mít celkovou účinnost antény -20 dB (účinnost 1%) na rádiových frekvencích AM; to je proto, že antény jsou při provozní frekvenci mnohem menší než poloviční vlnová délka, což výrazně snižuje účinnost antény. Rádiové spojení je udržováno, protože vysílací věž AM používá velmi vysoký vysílací výkon.

 

Zlepšení ztráty nesouladu impedance je diskutováno v Smithových grafech a sekci porovnávání impedance. Impedancematching může výrazně zlepšit účinnost antény.

 

Antenna Gain

Pojem zisk antény popisuje, kolik energie se přenáší ve směru vrcholového záření na zdroj izotropik. Zisk antény je častěji citován ve specifikačním listu skutečné antény, protože bere v úvahu skutečné ztráty, ke kterým dochází.

 

Anténa se ziskem 3 dB znamená, že výkon přijímaný daleko od antény bude o 3 dB vyšší (dvakrát tolik) než to, co by bylo přijímáno z bezeztrátové izotropní antény se stejným vstupním výkonem.

 

Zisk antény je někdy diskutován jako funkce úhlu, ale když je uvedeno jediné číslo, zisk je „peakgain“ ve všech směrech. Zisk antény (G) může souviset se směrovostí (D) podle:

 

 

Zisk skutečné antény může být stejně vysoký jako 40–50 dB pro velmi velké antény (i když je to vzácné). Směrovost může být u skutečné antény tak nízká jako 1.76 dB (příklad: krátká dipólová anténa), ale teoreticky nikdy nemůže být nižší než 0 dB. Špičkový zisk antény však může být libovolně nízký kvůli ztrátám nebo nízké účinnosti. Elektricky malé antény (malé vzhledem k vlnové délce frekvence, na které anténa pracuje) mohou být velmi neúčinné, se ziskem antény nižším než -10 dB (i bez účtování ztráty nesouladu impedance).

Zanechat vzkaz 

Seznam zpráv