Эффективность антенны - Antenna efficiency

Часть серия на
Антенны
Монтаж типичной сотовой антенны на вершине башни.
Характеристики

В антенна В теории эффективность антенны чаще всего используется для обозначения эффективность излучения. В контексте антенн часто говорят просто об «эффективности». Это мера электрический КПД с помощью которой радиоантенна преобразует радиочастотную мощность, принимаемую на ее терминалах, в излучаемую мощность. Точно так же в приемной антенне он описывает долю мощности радиоволны, перехваченную антенной, которая фактически доставляется в виде электрического сигнала. Не следует путать с апертурная эффективность который применяется к апертурным антеннам, таким как параболический отражатель.

Определение

Радиационная эффективность определяется IEEE Std 145-1993[1] «Стандартные определения терминов для антенн» как «Отношение полной мощности, излучаемой антенной, к полезной мощности, принимаемой антенной от подключенного передатчика». Иногда это выражается в процентах (менее 100) и зависит от частоты. Это также можно описать в децибелы.

Для проволочных антенн с определенным радиационная стойкость эффективность излучения - это отношение сопротивления излучения к общему сопротивлению антенны, включая потери на землю (см. ниже) и сопротивление проводника.[2][3] На практике часто учитываются резистивные потери в любой настраиваемой и / или согласующей сети, хотя сетевые потери строго не являются свойством антенны.

Для других типов антенн эффективность излучения вычислить сложнее и обычно определяется путем измерений.

В прирост антенны направленность умноженное на эффективность излучения, как описано в Стандарте 145-1993.

Омические потери и потери на землю

Потери радиочастотной энергии на тепло можно подразделить по-разному, в зависимости от количества объектов со значительными потерями, электрически связанных с антенной, и от желаемого уровня детализации. Как правило, проще всего рассмотреть два типа потерь: омическая потеря и потеря грунта.[а]

При обсуждении в отличие от потеря грунта, период, термин омическая потеря относится к тепловому сопротивлению потоку радиотока в проводниках антенны, их электрических соединениях и, возможно, потерям в питающем кабеле антенны. Из-за скин эффект сопротивление высокочастотному току обычно намного выше, чем сопротивление постоянному току.

За вертикальные монополи и другие антенны, размещенные у земли, потеря грунта возникает из-за электрического сопротивления, с которым сталкиваются радиочастотные поля и токи, проходящие через почву в непосредственной близости от антенны, а также омические сопротивление в металлических предметах вокруг антенны (таких как мачта или стебель), и омическое сопротивление в плоскости заземления / противовеса, а также в электрических и механических соединениях. При рассмотрении антенн, которые устанавливаются на несколько длин волн над землей на непроводящей радиопрозрачной мачте, потери на землю достаточно малы по сравнению с потерями в проводниках, поэтому ими можно пренебречь.[b]

Эффективность диафрагмы

Основная статья: Антенна апертура

Это отдельная концепция, применяемая к апертурным антеннам, таким как параболическая антенна и является мерой уменьшения усиления мощности, вызванного неоднородным освещением апертуры фидерной антенной. В типичной ситуации отражатель освещается с меньшей плотностью мощности на краю по сравнению с центром, чтобы уменьшить боковые лепестки и другие эффекты. Это приводит к снижению коэффициента усиления: отношение коэффициента усиления сужающегося распределения апертуры к теоретическому усилению равномерно освещенной апертуры и есть эффективность апертуры.[2]

Сноски

  1. ^ Технически, все теплопроизводящие потери напряжения «омические» электрическое сопротивление, но в этом контексте этот термин используется только для обозначения потерь в излучающих частях антенны и их фидах.
  2. ^ Некоторые из волн, излучаемых любой антенной, будут отражаться от земли и снова подниматься в воздух. Поскольку это обычно происходит вдали от антенны, потери, связанные с отражением от земли вдали, обычно рассматриваются отдельно от потерь в земле около антенны.

Рекомендации

  1. ^ Стандартные определения терминов для антенн. IEEE. 1993. Дои:10.1109 / IEEESTD.1993.119664. ISBN  978-1-55937-317-3. Std 145-1993.
  2. ^ а б Weelkes, W.J. (1968). Антенна Техника. Нью-Йорк, Нью-Йорк: Книжная компания Макгроу Хилл. С. 29, 256–258.
  3. ^ Сильвер, Х. Уорд; Форд, Стивен Р .; Уилсон, Марк Дж., Ред. (2011). Антенная книга ARRL (22-е изд.). Ньюингтон, Коннектикут: Американская радиорелейная лига. ISBN  978-0-87259-680-1.