Bir antenin verimliliği, antene sağlanan güç ve antenin yaydığı güç ile ilgilidir.Yüksek verimli bir anten, antene iletilen enerjinin çoğunu yayacaktır.Verimsiz bir anten, anten içinde kaybedilen gücün çoğunu emer.Verimsiz bir anten, empedans uyumsuzluğu nedeniyle çok fazla enerjinin yansımasına da neden olabilir.Verimsiz bir antenin yayılan gücünü, daha verimli bir antenle karşılaştırıldığında azaltın.
[Yan not: Anten empedansı daha sonraki bir bölümde tartışılacaktır.Empedans uyumsuzluğu, empedansın yanlış bir değer olması nedeniyle antenden yansıtılan güçtür.Bu nedenle buna empedans uyumsuzluğu denir.]
Antendeki kaybın türü iletim kaybıdır.İletim kayıpları antenin sonlu iletkenliğinden kaynaklanmaktadır.Diğer bir kayıp mekanizması dielektrik kaybıdır.Antendeki dielektrik kayıplar dielektrik malzemedeki iletimden kaynaklanmaktadır.Antenin içinde veya çevresinde yalıtım malzemesi mevcut olabilir.
Antenin verimliliğinin yayılan güce oranı antenin giriş gücü olarak yazılabilir.Bu denklem [1]'dir.Radyasyon verimliliği anten verimliliği olarak da bilinir.
[Denklem 1]
Verimlilik bir orandır.Bu oran her zaman 0 ile 1 arasında bir miktardır. Verimlilik genellikle yüzdelik bir puanla verilir.Örneğin 0,5'lik bir verimlilik %50'ye kadar aynıdır.Anten verimliliği de sıklıkla desibel (dB) cinsinden belirtilir.0,1'lik bir verimlilik %10'a eşittir.Bu da -10 desibele (-10 desibel) eşittir.0,5'lik bir verimlilik %50'ye eşittir.Bu da -3 desibele (dB) eşittir.
İlk denklem bazen antenin radyasyon verimliliği olarak adlandırılır.Bu, onu antenin toplam etkinliği adı verilen yaygın olarak kullanılan başka bir terimden ayırır.Toplam Etkin Verimlilik Anten radyasyon verimliliği, antenin empedans uyumsuzluğu kaybıyla çarpılır.Empedans uyumsuzluğu kayıpları, anten fiziksel olarak iletim hattına veya alıcıya bağlandığında meydana gelir.Bu durum 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, herhangi bir kayıp yoksa empedans uyumsuzluğundan dolayı radyasyon verimliliği toplam anten verimliliğine eşittir.
Verimliliğin arttırılması antenin en önemli parametrelerinden biridir.Etrafında herhangi bir kayıplı malzeme olmadan bir uydu anteni, boynuz anteni 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 kaybı nedeniyle.Bunlar yayılan gücün bir kısmını absorbe etme eğilimindedir.Enerji ısı enerjisine dönüştürülür ve radyasyon oluşmaz.Bu antenin verimliliğini azaltır.Araç radyo antenleri AM radyo frekanslarında 0,01 anten verimliliğiyle çalışabilir.[Bu %1 veya -20 dB'dir.] Bu verimsizlik, antenin çalışma frekansında dalga boyunun yarısından daha küçük olmasından kaynaklanmaktadır.Bu, antenin verimliliğini büyük ölçüde azaltır.AM yayın kuleleri çok yüksek iletim gücü kullandığından kablosuz bağlantılar korunur.
Empedans uyumsuzluğu kayıpları Smith Grafiği ve Empedans Eşleştirme bölümlerinde tartışılmıştır.Empedans uyumu antenin verimliliğini büyük ölçüde artırabilir.
Anten kazancı
Uzun vadeli anten kazancı, izotropik bir kaynağa göre en yüksek radyasyon yönünde ne kadar gücün iletildiğini tanımlar.Anten kazancı daha çok antenin teknik özellikler sayfasında belirtilir.Anten kazancı önemlidir çünkü meydana gelen gerçek kayıpları hesaba katar.
3 dB kazançlı bir anten, antenden alınan gücün, aynı giriş gücüne sahip kayıpsız izotropik bir antenden alınacak güçten 3 dB çok daha yüksek olduğu anlamına gelir.3 dB, güç kaynağının iki katına eşdeğerdir.
Anten kazancı bazen yönün veya açının bir fonksiyonu olarak tartışılır.Ancak kazancı tek bir sayı belirlediğinde bu sayı tüm yönler için en yüksek kazançtır.Anten kazancının "G"si, fütüristik tipteki "D"nin yönlülüğü ile karşılaştırılabilir.
[Denklem 3]
Çok büyük bir uydu anteni kadar yüksek olabilen gerçek bir antenin kazancı 50 dB'dir.Yönlülük, gerçek bir anten gibi (kısa dipol anten gibi) 1,76 dB kadar düşük olabilir.Yönlülük hiçbir zaman 0 dB'den az olamaz.Bununla birlikte, tepe anten kazancı keyfi olarak küçük olabilir.Bunun nedeni kayıplar veya verimsizliklerdir.Elektriksel olarak küçük antenler, antenin çalıştığı frekansın dalga boyunda çalışan nispeten küçük antenlerdir.Küçük antenler çok verimsiz olabilir.Empedans uyumsuzluğu dikkate alınmasa bile anten kazancı genellikle -10 dB'nin altındadır.
Gönderim zamanı: 16 Kasım 2023
