Antenas efektivitāte ir saistīta ar antenai piegādāto jaudu un antenas izstaroto jaudu. Ļoti efektīva antena izstaros lielāko daļu antenai piegādātās enerģijas. Neefektīva antena absorbē lielāko daļu antenas iekšienē zaudētās jaudas. Neefektīvai antenai var būt arī daudz enerģijas atstarošanās impedances neatbilstības dēļ. Samaziniet neefektīvas antenas izstaroto jaudu salīdzinājumā ar efektīvāku antenu.
[Piezīme: Antenas impedance ir aplūkota vēlākā nodaļā. Impedances neatbilstība ir no antenas atstarotā jauda, jo impedances vērtība ir nepareiza. Tāpēc to sauc par impedances neatbilstību.]
Antenas iekšējo zudumu veids ir vadītspējas zudumi. Vadītspējas zudumi rodas antenas ierobežotās vadītspējas dēļ. Vēl viens zudumu mehānisms ir dielektriskie zudumi. Dielektriskie zudumi antenā rodas vadītspējas dēļ dielektriskajā materiālā. Izolācijas materiāls var atrasties antenas iekšpusē vai ap to.
Antenas efektivitātes attiecību pret izstaroto jaudu var uzrakstīt kā antenas ieejas jaudu. Tas ir vienādojums [1]. Pazīstams arī kā antenas starojuma efektivitāte.
[1. vienādojums]
Efektivitāte ir attiecība. Šī attiecība vienmēr ir lielums no 0 līdz 1. Efektivitāte bieži tiek norādīta procentpunktos. Piemēram, efektivitāte 0,5 ir līdz pat 50% vienāda. Antenas efektivitāti bieži norāda arī decibelos (dB). Efektivitāte 0,1 ir vienāda ar 10%. Tas ir vienāds arī ar -10 decibeliem (-10 decibeliem). Efektivitāte 0,5 ir vienāda ar 50%. Tas ir vienāds arī ar -3 decibeliem (dB).
Pirmo vienādojumu dažreiz sauc par antenas starojuma efektivitāti. Tas to atšķir no cita bieži lietota termina, ko sauc par antenas kopējo efektivitāti. Kopējā efektīvā efektivitāte ir antenas starojuma efektivitāte, kas reizināta ar antenas impedances neatbilstības zudumiem. Impedances neatbilstības zudumi rodas, kad antena ir fiziski savienota ar pārraides līniju vai uztvērēju. To var apkopot formulā [2].
[2. vienādojums]
formula [2]
Impedances neatbilstības zudums vienmēr ir skaitlis no 0 līdz 1. Tāpēc kopējā antenas efektivitāte vienmēr ir mazāka par starojuma efektivitāti. Atkārtošu, ja nav zudumu, starojuma efektivitāte ir vienāda ar kopējo antenas efektivitāti impedances neatbilstības dēļ.
Efektivitātes uzlabošana ir viens no svarīgākajiem antenas parametriem. Ar satelītantenu, ruporantenu vai pusviļņa garuma dipolu tā var būt ļoti tuvu 100 % bez jebkāda zudumraža materiāla apkārt. Mobilo tālruņu antenu vai plaša patēriņa elektronikas antenu efektivitāte parasti ir 20–70 %. Tas ir līdzvērtīgi -7 dB–1,5 dB (-7, -1,5 dB). Bieži vien tas ir saistīts ar elektronikas un antenu ieskaujošo materiālu zudumiem. Tie mēdz absorbēt daļu izstarotās jaudas. Enerģija tiek pārveidota siltumenerģijā, un starojuma nav. Tas samazina antenas efektivitāti. Automašīnu radioantenas var darboties AM radiofrekvencēs ar antenas efektivitāti 0,01. [Tas ir 1 % jeb -20 dB.] Šī neefektivitāte ir saistīta ar to, ka antenas garums darba frekvencē ir mazāks par pusi no viļņa garuma. Tas ievērojami samazina antenas efektivitāti. Bezvadu savienojumi tiek uzturēti, jo AM apraides torņi izmanto ļoti lielu raidīšanas jaudu.
Impedances neatbilstības zudumi ir aplūkoti Smita diagrammas un Impedances saskaņošanas sadaļās. Impedances saskaņošana var ievērojami uzlabot antenas efektivitāti.
Antenas pastiprinājums
Ilgtermiņa antenas pastiprinājums apraksta, cik daudz jaudas tiek pārraidīts maksimālā starojuma virzienā attiecībā pret izotropisku avotu. Antenas pastiprinājums biežāk tiek norādīts antenas specifikācijas lapā. Antenas pastiprinājums ir svarīgs, jo tas ņem vērā faktiski radušos zudumus.
Antena ar 3 dB pastiprinājumu nozīmē, ka no antenas saņemtā jauda ir par 3 dB daudz lielāka nekā no bezzudumu izotropiskas antenas ar tādu pašu ieejas jaudu. 3 dB ir līdzvērtīgi divkāršai barošanas avota jaudai.
Antenas pastiprinājums dažreiz tiek apspriests kā virziena vai leņķa funkcija. Tomēr, ja viens skaitlis norāda pastiprinājumu, tad šis skaitlis ir maksimālais pastiprinājums visos virzienos. Antenas pastiprinājuma "G" var salīdzināt ar futūristiska tipa "D" virzienvērtību.
[3. vienādojums]
Īstas antenas, kas var būt tikpat liela kā ļoti liela satelītantena, pastiprinājums ir 50 dB. Virziens var būt pat 1,76 dB, līdzīgi kā īstai antenai (piemēram, īsai dipola antenai). Virziens nekad nevar būt mazāks par 0 dB. Tomēr maksimālais antenas pastiprinājums var būt patvaļīgi mazs. Tas ir saistīts ar zudumiem vai neefektivitāti. Elektriski mazas antenas ir relatīvi mazas antenas, kas darbojas ar tādu pašu viļņa garumu kā antena. Mazas antenas var būt ļoti neefektīvas. Antenas pastiprinājums bieži vien ir zem -10 dB, pat ja netiek ņemta vērā impedances neatbilstība.
Publicēšanas laiks: 2023. gada 16. novembris
