Bir antenin verimliliği, antene sağlanan güç ve anten tarafından yayılan güçle ilgilidir. Çok verimli bir anten, antene iletilen enerjinin çoğunu yayar. Verimsiz bir anten, anten içinde kaybolan gücün çoğunu emer. Verimsiz bir anten, empedans uyumsuzluğu nedeniyle çok fazla enerji yansıtabilir. Daha verimli bir antene kıyasla verimsiz bir antenin yayılan gücünü azaltın.
[Yan not: Anten empedansı daha sonraki bir bölümde ele alınacaktır. Empedans uyumsuzluğu, empedansın yanlış bir değer olması nedeniyle antenden yansıyan güçtür. Bu nedenle buna empedans uyumsuzluğu denir.]
Anten içindeki kayıp türü iletim kaybıdır. İletim kayıpları antenin sonlu iletkenliğinden kaynaklanır. Başka bir kayıp mekanizması dielektrik kayıptır. Antendeki dielektrik kayıplar dielektrik malzemedeki iletimden kaynaklanır. Yalıtım malzemesi antenin içinde veya çevresinde bulunabilir.
Antenin verimliliğinin yayılan güce oranı, antenin giriş gücü olarak yazılabilir. Bu denklem [1]'dir. Ayrıca radyasyon verimliliği anten verimliliği olarak da bilinir.
[Denklem 1]
Verimlilik bir orandır. Bu oran her zaman 0 ile 1 arasında bir niceliktir. Verimlilik genellikle yüzdelik bir noktada verilir. Örneğin, 0,5'lik bir verimlilik %50'ye kadar aynıdır. Anten verimliliği de genellikle desibel (dB) olarak belirtilir. 0,1'lik bir verimlilik %10'a eşittir. Bu da -10 desibel'e (-10 desibel) eşittir. 0,5'lik bir verimlilik %50'ye eşittir. Bu da -3 desibel'e (dB) eşittir.
İlk denklem bazen antenin radyasyon verimliliği olarak adlandırılır. Bu, onu antenin toplam etkinliği olarak adlandırılan yaygın olarak kullanılan başka bir terimden ayırır. Toplam Etkin Verimlilik Anten radyasyon verimliliği, antenin empedans uyumsuzluk kaybıyla çarpılır. Empedans uyumsuzluk kayıpları, anten fiziksel olarak iletim hattına veya alıcıya bağlandığında meydana gelir. Bu, formül [2]'de özetlenebilir.
[Denklem 2]
formül [2]
Empedans uyumsuzluğu kaybı her zaman 0 ile 1 arasında bir sayıdır. Bu nedenle, genel anten verimliliği her zaman radyasyon verimliliğinden daha azdır. Bunu tekrarlamak gerekirse, eğer hiçbir kayıp yoksa, radyasyon verimliliği empedans uyumsuzluğu nedeniyle toplam anten verimliliğine eşittir.
Verimliliği artırmak en önemli anten parametrelerinden biridir. Etrafında kayıplı bir malzeme olmayan bir uydu çanağı, boynuz anten veya yarım dalga boyu dipol ile %100'e çok yakın olabilir. Cep telefonu antenleri veya tüketici elektroniği antenleri genellikle %20-%70 verimliliğe sahiptir. Bu, -7 dB -1,5 dB'ye (-7, -1,5 dB) eşdeğerdir. Genellikle anteni çevreleyen elektronik ve malzemelerin kaybından kaynaklanır. Bunlar bir miktar yayılan gücü emme eğilimindedir. Enerji ısı enerjisine dönüştürülür ve radyasyon yoktur. Bu, antenin verimliliğini azaltır. Araba radyo antenleri, 0,01 anten verimliliğiyle AM radyo frekanslarında çalışabilir. [Bu %1 veya -20 dB'dir.] Bu verimsizlik, antenin çalışma frekansında yarım dalga boyundan daha küçük olmasından kaynaklanır. Bu, antenin verimliliğini büyük ölçüde azaltır. Kablosuz bağlantılar, AM yayın kuleleri çok yüksek iletim gücü kullandığı için korunur.
Empedans uyumsuzluk kayıpları Smith Tablosu ve Empedans Eşleştirme bölümlerinde ele alınmıştır. Empedans eşleştirme antenin verimliliğini büyük ölçüde artırabilir.
Anten kazancı
Uzun vadeli anten kazancı, izotropik bir kaynağa göre tepe radyasyon yönünde ne kadar güç iletildiğini açıklar. Anten kazancı genellikle bir antenin teknik özellik sayfasında belirtilir. Anten kazancı önemlidir çünkü meydana gelen gerçek kayıpları hesaba katar.
3 dB kazanımlı bir anten, antenden alınan gücün, aynı giriş gücüne sahip kayıpsız izotropik bir antenden alınacak güçten 3 dB daha fazla olduğu anlamına gelir. 3 dB, güç kaynağının iki katına eşdeğerdir.
Anten kazancı bazen yön veya açı fonksiyonu olarak tartışılır. Ancak, kazancı tek bir sayı belirttiğinde, o zaman bu sayı tüm yönler için tepe kazancıdır. Anten kazancının "G"si, fütüristik tipteki "D"nin yönlendirmesiyle karşılaştırılabilir.
[Denklem 3]
Çok büyük bir uydu çanağı kadar yüksek olabilen gerçek bir antenin kazancı 50 dB'dir. Yönlülük, gerçek bir anten (kısa dipol anten gibi) gibi 1,76 dB kadar düşük olabilir. Yönlülük asla 0 dB'den az olamaz. Ancak, tepe anten kazancı keyfi olarak küçük olabilir. Bu, kayıplardan veya verimsizliklerden kaynaklanır. Elektriksel olarak küçük antenler, antenin çalıştığı frekansın dalga boyunda çalışan nispeten küçük antenlerdir. Küçük antenler çok verimsiz olabilir. Empedans uyumsuzluğu hesaba katılmasa bile anten kazancı genellikle -10 dB'nin altındadır.
Yayınlanma zamanı: 16-Kas-2023
