Antenas efektivitāteapraksta, cik efektīvi pieņemtā RF jauda tiek pārveidota izstarotajā jaudā. Tas ir galvenais antenas parametrs, jo vadītāja zudumi, dielektriskie zudumi un impedances neatbilstība var samazināt izmantojamo starojumu pat tad, ja antenai ir piemērots starojuma modelis.
Radiācijas efektivitātes pamatformula ir:
Radiācijas efektivitāte, erad= Prad/ Ppieņemts
Kopējā efektivitāte ietver arī neatbilstību antenas ieejā:
Kopējā efektivitāte, e0= (1 - |Γ|2) erad
kur Pradir izstarotā jauda, Ppieņemtsir pieņemtā jauda un Γ ir ieejas atstarošanas koeficients. Šajā rokasgrāmatā ir paskaidrotas antenas efektivitātes formulas, zudumu mehānismi, pastiprinājums, virzība, realizētais pastiprinājums un izplatītākās mērīšanas metodes.
Antenas efektivitāte: definīcijas un formulas
1. attēls
Antenas efektivitātes jēdzienu var definēt, izmantojot 1. attēlu.
Kopējā antenas efektivitāte e0 tiek izmantota, lai aprēķinātu antenas zudumus ieejā un antenas struktūrā. Atsaucoties uz 1.b attēlu, šie zudumi var būt saistīti ar:
1. Atstarojumi, ko rada pārraides līnijas un antenas neatbilstība;
2. Vadītāja un dielektriskie zudumi.
Kopējo antenas efektivitāti var iegūt no šādas formulas:
Tas ir, kopējā efektivitāte = neatbilstības efektivitātes, vadītāja efektivitātes un dielektriskās efektivitātes reizinājums.
Parasti ir ļoti grūti aprēķināt vadītāja efektivitāti un dielektrisko efektivitāti, taču tās var noteikt ar eksperimentiem. Tomēr eksperimenti nevar atšķirt šos divus zudumus, tāpēc iepriekš minēto formulu var pārrakstīt šādi:
ecd ir antenas starojuma efektivitāte un Γ ir atstarošanas koeficients.
Pastiprinājums, virzība un realizētais pastiprinājums
Virzībaapraksta, cik koncentrēts ir starojuma modelis noteiktā virzienā.Ieguvumsapvieno virzienspēju ar starojuma efektivitāti:
G = eradD
kur G ir pastiprinājums, D ir virziens un eradir starojuma efektivitāte. Tāpēc pastiprinājums ņem vērā vadītāja un dielektriskos zudumus, bet parasti neietver impedances neatbilstības zudumus.
Vispārīgi runājot, tas attiecas uz relatīvo pastiprinājumu, kas tiek definēts kā "jaudas pastiprinājuma attiecība noteiktā virzienā pret atskaites antenas jaudu atskaites virzienā". Šīs antenas ieejas jaudai jābūt vienādai. Atskaites antena var būt vibrators, raga vai cita antena. Vairumā gadījumu par atskaites antenu tiek izmantots nevirzīts punktveida avots. Tāpēc:
Kopējās izstarotās jaudas un kopējās ieejas jaudas attiecība ir šāda:
Realizētā peļņaietver ievades neatbilstības ietekmi un ir saistīta ar pastiprinājumu ar:
Gsapratu= (1 - |Γ|2)G
Kad antena ir labi saskaņota, realizētais pastiprinājums tuvojas pastiprinājumam. Ja neatbilstība ir ievērojama, realizētais pastiprinājums ir mazāks pat tad, ja starojuma diagramma un starojuma efektivitāte paliek nemainīga.
Saistība starp pastiprinājumu un virzienspēju ir šāda:
Ja antena ir perfekti saskaņota ar pārraides līniju, |Γ| = 0 un realizētais pastiprinājums ir vienāds ar pastiprinājumu. Praktiskās sistēmās, salīdzinot izmērītās un simulētās vērtības, jāņem vērā arī kabeļa zudumi un kalibrēšanas atskaites plakne.
Galvenie faktori, kas samazina antenas efektivitāti
- Galīgā vadītāja vadītspēja un virsmas raupjums
- Dielektriskie zudumi substrātos, radomos un atbalsta materiālos
- Impedances neatbilstība padevē
- Zaudējami saskaņošanas tīkli, savienotāji un padeves struktūras
- Uzstādīšana metāla, absorbējošu materiālu vai cilvēka ķermeņa tuvumā
- Ražošanas pielaides un no frekvences atkarīgs strāvas sadalījums
Kā tiek mērīta antenas efektivitāte
Mērīšanas metode ir atkarīga no antenas veida, frekvenču diapazona un pieejamajām testēšanas iekārtām. Izplatītākās pieejas ietver pastiprinājuma un virzības salīdzināšanu, starojuma diagrammas integrāciju, reverberācijas kameras mērījumus un Vīlera-kepa metodi piemērotām elektriski mazām antenām. Lai iegūtu jēgpilnus rezultātus, ir nepieciešama precīza kalibrēšana, kabeļu zudumu korekcija, polarizācijas izlīdzināšana un skaidri definēta atskaites plakne.
Efektivitātes un pastiprinājuma izmantošana antenas izvēlē
Efektivitāte, pastiprinājums, realizētais pastiprinājums, joslas platums, polarizācija, stara platums un VSWR jāizvērtē kopā. Antena ar augstu virzības spēju joprojām var nodrošināt sliktu realizēto pastiprinājumu, ja zudumi vai neatbilstība ir pārmērīgi. Inženieriem jāsalīdzina vērtības visā darbības joslā un reprezentatīvos montāžas apstākļos.
Izpētiet RF MISOantenu risinājumivai pārskatiet mūsuantenas testēšanas iespējasLai veiktu lietojumprogrammai specifisku izvēli, kopīgojiet darbības joslu, nepieciešamo pastiprinājumu, polarizāciju, montāžas ierobežojumus un testa vidi ar RF MISO komandu.
Lai uzzinātu vairāk par antenām, lūdzu, apmeklējiet:
Publicēšanas laiks: 2024. gada 14. jūnijs
