Kecekapan sesebuahantenamerujuk kepada keupayaan antena untuk menukar tenaga elektrik input kepada tenaga radiasi. Dalam komunikasi tanpa wayar, kecekapan antena mempunyai impak penting terhadap kualiti penghantaran isyarat dan penggunaan kuasa.
Kecekapan antena boleh dinyatakan dengan formula berikut:
Kecekapan = (Kuasa radiasi / Kuasa input) * 100%
Antaranya, kuasa radiasi ialah tenaga elektromagnet yang dipancarkan oleh antena, dan kuasa input ialah tenaga elektrik yang dimasukkan ke antena.
Kecekapan antena dipengaruhi oleh banyak faktor, termasuk reka bentuk antena, bahan, saiz, frekuensi operasi, dan sebagainya. Secara amnya, semakin tinggi kecekapan antena, semakin berkesan ia dapat menukar tenaga elektrik input kepada tenaga radiasi, sekali gus meningkatkan kualiti penghantaran isyarat dan mengurangkan penggunaan kuasa.
Oleh itu, kecekapan merupakan pertimbangan penting ketika mereka bentuk dan memilih antena, terutamanya dalam aplikasi yang memerlukan penghantaran jarak jauh atau mempunyai keperluan ketat terhadap penggunaan kuasa.
1. Kecekapan antena
Rajah 1
Konsep kecekapan antena boleh ditakrifkan menggunakan Rajah 1.
Kecekapan antena keseluruhan e0 digunakan untuk mengira kehilangan antena pada input dan dalam struktur antena. Merujuk kepada Rajah 1(b), kehilangan ini mungkin disebabkan oleh:
1. Pantulan akibat ketidakpadanan antara talian penghantaran dan antena;
2. Kerugian konduktor dan dielektrik.
Kecekapan antena keseluruhan boleh didapati daripada formula berikut:
Iaitu, jumlah kecekapan = hasil darab kecekapan ketidakpadanan, kecekapan konduktor dan kecekapan dielektrik.
Biasanya sangat sukar untuk mengira kecekapan konduktor dan kecekapan dielektrik, tetapi ia boleh ditentukan melalui eksperimen. Walau bagaimanapun, eksperimen tidak dapat membezakan kedua-dua kehilangan tersebut, jadi formula di atas boleh ditulis semula sebagai:
ecd ialah kecekapan sinaran antena dan Γ ialah pekali pantulan.
2. Keuntungan dan Keuntungan yang Direalisasikan
Satu lagi metrik berguna untuk menggambarkan prestasi antena ialah gandaan. Walaupun gandaan antena berkait rapat dengan kedirektiviti, ia merupakan parameter yang mengambil kira kecekapan dan kedirektiviti antena. Kedirektiviti ialah parameter yang hanya menggambarkan ciri-ciri arah antena, jadi ia hanya ditentukan oleh corak sinaran.
Gain antena dalam arah yang ditentukan ditakrifkan sebagai "4π darab nisbah keamatan sinaran dalam arah tersebut kepada jumlah kuasa input." Apabila tiada arah yang ditentukan, gain dalam arah sinaran maksimum biasanya diambil. Oleh itu, secara amnya terdapat:
Secara amnya, ia merujuk kepada gandaan relatif, yang ditakrifkan sebagai "nisbah gandaan kuasa dalam arah tertentu kepada kuasa antena rujukan dalam arah rujukan". Kuasa input kepada antena ini mestilah sama. Antena rujukan boleh jadi penggetar, hon atau antena lain. Dalam kebanyakan kes, sumber titik bukan arah digunakan sebagai antena rujukan. Oleh itu:
Hubungan antara jumlah kuasa radiasi dan jumlah kuasa input adalah seperti berikut:
Menurut piawaian IEEE, "Gain tidak termasuk kerugian akibat ketidakpadanan impedans (kehilangan pantulan) dan ketidakpadanan polarisasi (kerugian)." Terdapat dua konsep gandaan, satu dipanggil gandaan (G) dan yang satu lagi dipanggil gandaan boleh dicapai (Gre), yang mengambil kira kerugian pantulan/ketidakpadanan.
Hubungan antara gandaan dan keterarahan ialah:
Jika antena dipadankan dengan sempurna dengan talian penghantaran, iaitu, impedans input antena Zin adalah sama dengan impedans ciri Zc talian (|Γ| = 0), maka gandaan dan gandaan yang boleh dicapai adalah sama (Gre = G).
Untuk mengetahui lebih lanjut tentang antena, sila layari:
Masa siaran: 14 Jun 2024
