Efficienza di l'antennadescrive l'efficacia di a cunversione di a putenza RF accettata in putenza irradiata. Hè un parametru chjave di l'antenna perchè a perdita di u cunduttore, a perdita dielettrica è a discrepanza d'impedenza ponu riduce a radiazione utilizabile ancu quandu l'antenna hà un diagramma adattatu.
A formula basica di l'efficienza di a radiazione hè:
Efficienza di radiazione, erad= Prad/ Paccettatu
L'efficienza tutale include ancu a discrepanza à l'entrata di l'antenna:
Efficienza tutale, e0= (1 - |Γ|2) erad
induve Pradhè a putenza irradiata, Paccettatuhè a putenza accettata è Γ hè u cuefficiente di riflessione d'entrata. Questa guida spiega e formule di efficienza di l'antenna, i meccanismi di perdita, u guadagnu, a direttività, u guadagnu realizatu è i metudi di misurazione cumuni.
Efficienza di l'antenna: Definizioni è Formule
Figura 1
U cuncettu di efficienza di l'antenna pò esse definitu aduprendu a Figura 1.
L'efficienza tutale di l'antenna e0 hè aduprata per calculà e perdite di l'antenna à l'entrata è in a struttura di l'antenna. Facendu riferimentu à a Figura 1(b), queste perdite ponu esse dovute à:
1. Riflessioni dovute à a discrepanza trà a linea di trasmissione è l'antenna;
2. Perdite di cunduttori è dielettriche.
L'efficienza tutale di l'antenna pò esse ottenuta da a seguente formula:
Vale à dì, l'efficienza tutale = pruduttu di l'efficienza di mismatch, l'efficienza di u cunduttore è l'efficienza dielettrica.
Di solitu hè assai difficiule di calculà l'efficienza di u cunduttore è l'efficienza dielettrica, ma ponu esse determinate per via di sperimenti. Tuttavia, i sperimenti ùn ponu micca distingue e duie perdite, dunque a formula sopra pò esse riscritta cum'è:
ecd hè l'efficienza di radiazione di l'antenna è Γ hè u coefficientu di riflessione.
Guadagnu, Direttività è Guadagnu Realizatu
Direttivitàdescrive quantu hè cuncentratu u diagramma di radiazione in una data direzzione.Guadagnucombina a direttività cù l'efficienza di a radiazione:
G = eradD
induve G hè u guadagnu, D hè a direttività è eradhè l'efficienza di a radiazione. U guadagnu dunque tene contu di a perdita di u cunduttore è di u dielettricu, ma nurmalmente esclude a perdita per disadattamentu d'impedenza.
In generale, si riferisce à u guadagnu relativu, chì hè definitu cum'è "u rapportu trà u guadagnu di putenza in una direzzione specificata è a putenza di un'antenna di riferimentu in una direzzione di riferimentu". A putenza d'ingressu à sta antenna deve esse uguale. L'antenna di riferimentu pò esse un vibratore, un cornu o un'altra antenna. In a maiò parte di i casi, una fonte puntuale non direzionale hè aduprata cum'è antenna di riferimentu. Dunque:
A relazione trà a putenza irradiata tutale è a putenza d'ingressu tutale hè a seguente:
Guadagnu realizatuinclude l'effettu di a discrepanza d'input è hè ligatu à u guadagnu da:
Grealizatu= (1 - |Γ|2)G
Quandu l'antenna hè bè adattata, u guadagnu realizatu s'avvicina à u guadagnu. Sè a discrepanza hè significativa, u guadagnu realizatu hè più bassu ancu quandu u diagramma di radiazione è l'efficienza di radiazione restanu invariati.
A relazione trà guadagnu è direttività hè:
Sè l'antenna hè perfettamente adattata à a linea di trasmissione, |Γ| = 0 è u guadagnu realizatu hè uguale à u guadagnu. In i sistemi pratichi, a perdita di u cavu è u pianu di riferimentu di calibrazione devenu ancu esse cunsiderati quandu si paragunanu i valori misurati è simulati.
Fattori chjave chì riducenu l'efficienza di l'antenna
- Cunduttività di cunduttori finiti è rugosità superficiale
- Perdita dielettrica in substrati, radomi è materiali di supportu
- Disallineamentu d'impedenza à l'alimentazione
- Reti di currispundenza cù perdite, connettori è strutture di alimentazione
- Installazione vicinu à u metallu, materiali assorbenti o u corpu umanu
- Tolleranze di fabricazione è distribuzione di corrente dipendente da a frequenza
Cumu si misura l'efficienza di l'antenna
U metudu di misurazione dipende da u tipu d'antenna, a gamma di frequenza è e strutture di prova dispunibili. L'approcci cumuni includenu a paragone di guadagnu-direttività, l'integrazione di u schema di radiazione, e misurazioni di a camera di riverberazione è u metudu Wheeler-cap per antenne elettricamente chjuche adatte. A calibrazione precisa, a currezzione di a perdita di u cavu, l'allineamentu di a polarizazione è un pianu di riferimentu chjaramente definitu sò essenziali per risultati significativi.
Usendu l'efficienza è u guadagnu in a selezzione di l'antenna
L'efficienza, u guadagnu, u guadagnu realizatu, a larghezza di banda, a polarizazione, a larghezza di u fasciu è u VSWR devenu esse valutati inseme. Un'antenna à alta direttività pò ancu furnisce un guadagnu realizatu scarsu se a perdita o a discrepanza hè eccessiva. L'ingegneri devenu paragunà i valori in tutta a banda operativa è in cundizioni di montaggio rappresentative.
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Data di publicazione: 14 di ghjugnu 2024
