Anten verimliliğiBu, kabul edilen RF gücünün yayılan güce ne kadar etkili bir şekilde dönüştürüldüğünü açıklar. İletken kaybı, dielektrik kaybı ve empedans uyumsuzluğu, anten uygun bir desene sahip olsa bile kullanılabilir radyasyonu azaltabileceğinden, bu önemli bir anten parametresidir.
Temel radyasyon verimliliği formülü şöyledir:
Radyasyon verimliliği, erad= Prad/ Pkabul edildi
Toplam verimlilik, anten girişindeki uyumsuzluğu da içerir:
Toplam verimlilik, e0= (1 - |Γ|2) erad
burada Pradyayılan güçtür, Pkabul edildiBurada, kabul edilen güç ve Γ ise giriş yansıma katsayısıdır. Bu kılavuz, anten verimliliği formüllerini, kayıp mekanizmalarını, kazancı, yönlülüğü, elde edilen kazancı ve yaygın ölçüm yöntemlerini açıklamaktadır.
Anten Verimliliği: Tanımlar ve Formüller
Şekil 1
Anten verimliliği kavramı Şekil 1 kullanılarak tanımlanabilir.
Toplam anten verimliliği e0, giriş ve anten yapısı içindeki anten kayıplarını hesaplamak için kullanılır. Şekil 1(b)'ye bakıldığında, bu kayıplar şunlardan kaynaklanabilir:
1. İletim hattı ile anten arasındaki uyumsuzluktan kaynaklanan yansımalar;
2. İletken ve dielektrik kayıpları.
Toplam anten verimliliği aşağıdaki formülden elde edilebilir:
Yani, toplam verimlilik = uyumsuzluk verimliliği, iletken verimliliği ve dielektrik verimliliğinin çarpımıdır.
İletken verimliliğini ve dielektrik verimliliğini hesaplamak genellikle çok zordur, ancak deneylerle belirlenebilirler. Bununla birlikte, deneyler bu iki kaybı birbirinden ayırt edemez, bu nedenle yukarıdaki formül şu şekilde yeniden yazılabilir:
ecd, antenin radyasyon verimliliğini ve Γ ise yansıma katsayısını ifade eder.
Kazanç, Yönlülük ve Gerçekleşen Kazanç
YönlülükRadyasyon deseninin belirli bir yönde ne kadar yoğunlaştığını açıklar.KazanmakYönlendirme özelliğini radyasyon verimliliğiyle birleştirir:
G = eradD
burada G kazanç, D yönlülük ve e iseradBu, radyasyon verimliliğidir. Dolayısıyla kazanç, iletken ve dielektrik kayıplarını hesaba katar, ancak normalde empedans uyumsuzluğu kayıplarını dışlar.
Genel olarak, bu, "belirli bir yöndeki güç kazancının, referans bir antenin referans yöndeki gücüne oranı" olarak tanımlanan göreceli kazancı ifade eder. Bu antene verilen giriş gücü eşit olmalıdır. Referans anten bir vibratör, korna veya başka bir anten olabilir. Çoğu durumda, referans anten olarak yönsüz bir noktasal kaynak kullanılır. Bu nedenle:
Toplam yayılan güç ile toplam giriş gücü arasındaki ilişki aşağıdaki gibidir:
Gerçekleşen kazançGiriş uyumsuzluğunun etkisini içerir ve kazançla şu şekilde ilişkilidir:
Ggerçekleştirilmiş= (1 - |Γ|2)G
Anten iyi eşleştiğinde, elde edilen kazanç, elde edilen kazanca yaklaşır. Eşleşmeme önemliyse, radyasyon deseni ve radyasyon verimliliği değişmeden kalsa bile elde edilen kazanç daha düşük olur.
Kazanç ve yönelim arasındaki ilişki şöyledir:
Anten iletim hattına mükemmel şekilde eşleşmişse, |Γ| = 0 olur ve elde edilen kazanç, elde edilen kazanca eşittir. Pratik sistemlerde, ölçülen ve simüle edilen değerleri karşılaştırırken kablo kaybı ve kalibrasyon referans düzlemi de dikkate alınmalıdır.
Anten Verimliliğini Azaltan Başlıca Faktörler
- Sonlu iletken iletkenliği ve yüzey pürüzlülüğü
- Alt tabakalarda, radomlarda ve destek malzemelerinde dielektrik kayıp
- Besleme hattında empedans uyumsuzluğu
- Kayıplı eşleştirme ağları, konektörler ve besleme yapıları
- Metal, emici malzemeler veya insan vücudunun yakınına kurulum.
- Üretim toleransları ve frekansa bağlı akım dağılımı
Anten Verimliliği Nasıl Ölçülür?
Ölçüm yöntemi, anten tipine, frekans aralığına ve mevcut test olanaklarına bağlıdır. Yaygın yaklaşımlar arasında kazanç-yönlülük karşılaştırması, radyasyon deseni entegrasyonu, yankı odası ölçümleri ve uygun elektriksel olarak küçük antenler için Wheeler-kap yöntemi yer almaktadır. Anlamlı sonuçlar için doğru kalibrasyon, kablo kaybı düzeltmesi, polarizasyon hizalaması ve açıkça tanımlanmış bir referans düzlemi şarttır.
Anten Seçiminde Verimlilik ve Kazanç Kullanımı
Verimlilik, kazanç, gerçekleşen kazanç, bant genişliği, polarizasyon, ışın genişliği ve VSWR birlikte değerlendirilmelidir. Kayıp veya uyumsuzluk aşırıysa, yüksek yönlülüğe sahip bir anten yine de düşük gerçekleşen kazanç sağlayabilir. Mühendisler, değerleri tüm çalışma bandı boyunca ve temsili montaj koşulları altında karşılaştırmalıdır.
RF MISO'yu keşfedinanten çözümleriveya inceleyinanten test yetenekleriUygulamaya özel seçim için, çalışma bandını, gerekli kazancı, polarizasyonu, montaj kısıtlamalarını ve test ortamını RF MISO ekibiyle paylaşın.
Antenler hakkında daha fazla bilgi edinmek için lütfen şu adresi ziyaret edin:
Yayın tarihi: 14 Haz-2024
