היעילות של אאַנטֶנָהמתייחס ליכולת של האנטנה להמיר אנרגיה חשמלית קלט לאנרגיה מוקרנת. בתקשורת אלחוטית, ליעילות האנטנה יש השפעה חשובה על איכות שידור האות וצריכת החשמל.
היעילות של האנטנה יכולה להתבטא בנוסחה הבאה:
יעילות = (הספק מוקרן / הספק קלט) * 100%
ביניהם, כוח מוקרן הוא האנרגיה האלקטרומגנטית המוקרנת על ידי האנטנה, והספק הכניסה הוא הזנת האנרגיה החשמלית לאנטנה.
היעילות של אנטנה מושפעת מגורמים רבים, לרבות עיצוב אנטנה, חומר, גודל, תדר פעולה וכו'. באופן כללי, ככל שיעילות האנטנה גבוהה יותר, כך היא יכולה להמיר את האנרגיה החשמלית המבוא לאנרגיה מוקרנת בצורה יעילה יותר. שיפור איכות העברת האותות והפחתת צריכת החשמל.
לכן, יעילות היא שיקול חשוב בעת תכנון ובחירת אנטנות, במיוחד ביישומים הדורשים שידור למרחקים ארוכים או שיש להם דרישות מחמירות לגבי צריכת חשמל.
1. יעילות האנטנה
איור 1
ניתן להגדיר את הרעיון של יעילות אנטנה באמצעות איור 1.
יעילות האנטנה הכוללת e0 משמשת לחישוב הפסדי האנטנה בכניסה ובתוך מבנה האנטנה. בהתייחס לתרשים 1(ב), הפסדים אלה עשויים לנבוע מ:
1. השתקפויות עקב חוסר התאמה בין קו השידור לאנטנה;
2. הפסדים מוליכים ודיאלקטריים.
ניתן לקבל את יעילות האנטנה הכוללת מהנוסחה הבאה:
כלומר, יעילות כוללת = תוצר של יעילות אי התאמה, יעילות מוליכים ויעילות דיאלקטרית.
בדרך כלל קשה מאוד לחשב יעילות מוליכים ויעילות דיאלקטרית, אך ניתן לקבוע אותם על ידי ניסויים. עם זאת, ניסויים אינם יכולים להבחין בין שני ההפסדים, כך שניתן לשכתב את הנוסחה לעיל כ:
ecd הוא יעילות הקרינה של האנטנה ו-Γ הוא מקדם ההשתקפות.
2. רווח ורווח ממומש
מדד שימושי נוסף לתיאור ביצועי האנטנה הוא רווח. למרות שהרווח של אנטנה קשור קשר הדוק לכיוון, זהו פרמטר שלוקח בחשבון הן את היעילות והן את הכיוון של האנטנה. כיווניות היא פרמטר שמתאר רק את מאפייני הכיוונים של אנטנה, ולכן היא נקבעת רק לפי תבנית הקרינה.
הרווח של אנטנה בכיוון מוגדר מוגדר כ"פי 4π היחס בין עוצמת הקרינה בכיוון זה לבין הספק המבוא הכולל." כאשר לא צוין כיוון, הרווח בכיוון הקרינה המקסימלית נלקח בדרך כלל. לכן, יש בדרך כלל:
באופן כללי, הכוונה היא לרווח יחסי, המוגדר כ"יחס בין רווח ההספק בכיוון מוגדר להספק של אנטנת ייחוס בכיוון התייחסות". הספק הכניסה לאנטנה זו חייב להיות שווה. אנטנת הייחוס יכולה להיות ויברטור, צופר או אנטנה אחרת. ברוב המקרים, מקור נקודתי לא כיווני משמש כאנטנת הייחוס. לָכֵן:
הקשר בין ההספק הכולל המוקרן והספק המבוא הכולל הוא כדלקמן:
על פי תקן IEEE, "הרווח אינו כולל הפסדים עקב אי-התאמה של עכבה (אובדן השתקפות) ואי-התאמה של קיטוב (הפסד)." ישנם שני מושגי רווח, האחד נקרא רווח (G) והשני נקרא רווח בר השגה (Gre), שלוקח בחשבון הפסדי השתקפות/אי-התאמה.
הקשר בין רווח לכיוון הוא:
אם האנטנה מותאמת באופן מושלם לקו השידור, כלומר, עכבת הכניסה של האנטנה Zin שווה לעכבה האופיינית Zc של הקו (|Γ| = 0), אז הרווח וההגבר הניתן להשגה שווים (Gre = G ).
למידע נוסף על אנטנות, בקר בכתובת:
זמן פרסום: 14 ביוני 2024
