Bir antenin verimliliği, antene sağlanan güç ve anten tarafından yayılan güçle ilişkilidir. Yüksek verimli bir anten, antene iletilen enerjinin çoğunu yayar. Verimsiz bir anten ise anten içinde kaybolan gücün çoğunu emer. Ayrıca, verimsiz bir antende empedans uyumsuzluğu nedeniyle çok fazla enerji yansıyabilir. Verimsiz bir antenin yayılan gücünü, daha verimli bir antene kıyasla azaltın.
[Yan not: Anten empedansı daha sonraki bir bölümde ele alınacaktır. Empedans uyumsuzluğu, empedansın yanlış bir değerde olması nedeniyle antenden yansıyan güçtür. Bu nedenle buna empedans uyumsuzluğu denir.]
Anten içindeki kayıp türü iletim kaybıdır. İletim kayıpları, antenin sınırlı iletkenliğinden kaynaklanır. Bir diğer kayıp mekanizması ise dielektrik kayıptır. Antendeki dielektrik kayıplar, dielektrik malzemedeki iletimden kaynaklanır. Antenin içinde veya çevresinde yalıtkan malzeme bulunabilir.
Anten verimliliğinin yayılan güce oranı, antenin giriş gücü olarak yazılabilir. Bu denklem [1]'dir. Ayrıca anten verimliliği radyasyon verimliliği olarak da bilinir.
[Denklem 1]
Verimlilik bir orandır. Bu oran her zaman 0 ile 1 arasında bir niceliktir. Verimlilik genellikle yüzde olarak verilir. Örneğin, 0,5'lik bir verimlilik %50'ye kadar aynı değerdedir. Anten verimliliği de genellikle desibel (dB) cinsinden ifade edilir. 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 bir diğer terimden ayırır. Toplam Etkin Verimlilik: Anten radyasyon verimliliğinin, antenin empedans uyumsuzluk kaybıyla çarpımıdır. Empedans uyumsuzluk kayıpları, anten iletim hattına veya alıcıya fiziksel olarak bağlandığında meydana gelir. Bu, formül [2] ile 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 düşüktür. Tekrarlamak gerekirse, herhangi bir kayıp yoksa, radyasyon verimliliği, empedans uyumsuzluğundan kaynaklanan toplam anten verimliliğine eşittir.
Verimliliği artırmak en önemli anten parametrelerinden biridir. Etrafında kayıplı bir malzeme bulunmayan bir uydu anteni, horn 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 malzeme 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 Grafiği ve Empedans Eşleştirme bölümlerinde ele alınmaktadır. Empedans eşleştirme, antenin verimliliğini önemli ölçüde artırabilir.
Anten kazancı
Uzun vadeli anten kazancı, izotropik bir kaynağa göre tepe radyasyon yönünde ne kadar güç iletildiğini ifade eder. Anten kazancı genellikle bir antenin teknik özellik sayfasında belirtilir. Anten kazancı, meydana gelen gerçek kayıpları hesaba kattığı için önemlidir.
3 dB kazançlı bir anten, antenden alınan gücün, aynı giriş gücüne sahip kayıpsız izotropik bir antenden alınabilecek güçten 3 dB daha fazla olduğu anlamına gelir. 3 dB, güç kaynağının iki katına eşdeğerdir.
Anten kazancı bazen yön veya açıya bağlı olarak ele alınır. Ancak, kazancı tek bir sayı belirttiğinde, bu sayı tüm yönler için tepe kazancını ifade eder. Anten kazancının "G" değeri, fütüristik tipteki "D"nin yönlülüğüyle karşılaştırılabilir.
[Denklem 3]
Çok büyük bir uydu anteni kadar yüksek olabilen gerçek bir antenin kazancı 50 dB'dir. Yönlülük, gerçek bir anten (kısa bir 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.
Gönderim zamanı: 16-11-2023
