Die doeltreffendheid van 'n antenna hou verband met die krag wat aan die antenna voorsien word en die krag wat deur die antenna uitgestraal word. 'n Hoogs doeltreffende antenna sal die meeste van die energie wat aan die antenna gelewer word, uitstraal. 'n Ondoeltreffende antenna absorbeer die meeste van die krag wat binne die antenna verlore gaan. 'n Ondoeltreffende antenna kan ook baie energie laat weerkaats as gevolg van impedansie-wanpassing. Verminder die uitgestraalde krag van 'n ondoeltreffende antenna in vergelyking met 'n meer doeltreffende antenna.
[Kantnoot: Antenna-impedansie word in 'n latere hoofstuk bespreek. Impedansie-wanverhouding is die weerkaatste krag van die antenna omdat die impedansie 'n verkeerde waarde is. Daarom word dit impedansie-wanverhouding genoem.]
Die tipe verlies binne die antenna is geleidingsverlies. Geleidingsverliese is as gevolg van die eindige geleidingsvermoë van die antenna. Nog 'n meganisme van verlies is diëlektriese verlies. Diëlektriese verliese in die antenna is as gevolg van geleiding in die diëlektriese materiaal. Isolerende materiaal kan binne of rondom die antenna teenwoordig wees.
Die verhouding van die doeltreffendheid van die antenna tot die uitgestraalde krag kan geskryf word as die insetkrag van die antenna. Dit is vergelyking [1]. Ook bekend as stralingsdoeltreffendheid antenne-doeltreffendheid.
[Vergelyking 1]
Doeltreffendheid is 'n verhouding. Hierdie verhouding is altyd 'n hoeveelheid tussen 0 en 1. Doeltreffendheid word dikwels as 'n persentasiepunt gegee. Byvoorbeeld, 'n doeltreffendheid van 0.5 is tot 50% dieselfde. Antenne-doeltreffendheid word ook dikwels in desibel (dB) aangehaal. 'n Doeltreffendheid van 0.1 is gelyk aan 10%. Dit is ook gelyk aan -10 desibel (-10 desibel). 'n Doeltreffendheid van 0.5 is gelyk aan 50%. Dit is ook gelyk aan -3 desibel (dB).
Die eerste vergelyking word soms die stralingsdoeltreffendheid van die antenna genoem. Dit onderskei dit van 'n ander algemeen gebruikte term, genaamd die totale doeltreffendheid van die antenna. Totale Effektiewe Doeltreffendheid Antenna-stralingsdoeltreffendheid vermenigvuldig met die impedansie-wanverhoudingsverlies van die antenna. Impedansie-wanverhoudingsverliese vind plaas wanneer die antenna fisies aan die transmissielyn of ontvanger gekoppel is. Dit kan opgesom word in formule [2].
[Vergelyking 2]
formule [2]
Impedansie-wanverhoudingsverlies is altyd 'n getal tussen 0 en 1. Daarom is die algehele antenna-doeltreffendheid altyd minder as die stralingsdoeltreffendheid. Om dit te herhaal, as daar geen verliese is nie, is die stralingsdoeltreffendheid gelyk aan die totale antenna-doeltreffendheid as gevolg van impedansie-wanverhouding.
Die verbetering van doeltreffendheid is een van die belangrikste antennaparameters. Dit kan baie naby aan 100% wees met 'n satellietskottel, horingantenna of halfgolflengte-dipool sonder enige verliesmateriaal daaromheen. Selfoonantennas of verbruikerselektronika-antennas het tipies 'n doeltreffendheid van 20%-70%. Dit is gelykstaande aan -7 dB -1.5 dB (-7, -1.5 dB). Dikwels as gevolg van die verlies van elektronika en materiale rondom die antenna. Hierdie is geneig om 'n mate van uitgestraalde krag te absorbeer. Die energie word omgeskakel in hitte-energie en daar is geen straling nie. Dit verminder die doeltreffendheid van die antenna. Motorradio-antennas kan teen AM-radiofrekwensies werk met 'n antenna-doeltreffendheid van 0.01. [Dit is 1% of -20 dB.] Hierdie ondoeltreffendheid is omdat die antenna kleiner as 'n halwe golflengte by die bedryfsfrekwensie is. Dit verminder die doeltreffendheid van die antenna aansienlik. Draadlose skakels word gehandhaaf omdat AM-uitsaaitorings baie hoë transmissiekrag gebruik.
Impedansie-wanverhoudingsverliese word in die Smith Chart en Impedansie-aanpassing-afdelings bespreek. Impedansie-aanpassing kan die doeltreffendheid van die antenna aansienlik verbeter.
Antennawins
Langtermyn-antennawins beskryf hoeveel krag in die piekstralingsrigting oorgedra word, relatief tot 'n isotropiese bron. Antennawins word meer algemeen in die spesifikasieblad van 'n antenna aangehaal. Antennawins is belangrik omdat dit die werklike verliese wat voorkom, in ag neem.
'n Antenna met 3 dB wins beteken dat die krag wat van die antenna ontvang word 3 dB baie hoër is as wat dit van 'n verlieslose isotropiese antenna met dieselfde insetkrag ontvang sou word. 3 dB is gelykstaande aan twee keer die kragtoevoer.
Antennewins word soms bespreek as 'n funksie van rigting of hoek. Wanneer 'n enkele getal egter die wins spesifiseer, dan is daardie getal die piekwins vir alle rigtings. Die "G" van antennewins kan vergelyk word met die rigting van "D" van futuristiese tipe.
[Vergelyking 3]
Die wins van 'n regte antenna, wat so hoog soos 'n baie groot satellietskottel kan wees, is 50 dB. Rigtingsvermoë kan so laag as 1.76 dB wees soos 'n regte antenna (soos 'n kort dipoolantenna). Rigtingsvermoë kan nooit minder as 0 dB wees nie. Die piekantennawins kan egter arbitrêr klein wees. Dit is as gevolg van verliese of ondoeltreffendhede. Elektries klein antennas is relatief klein antennas wat werk teen die golflengte van die frekwensie waarop die antenna werk. Klein antennas kan baie ondoeltreffend wees. Antennawins is dikwels onder -10 dB, selfs wanneer impedansie-wanpassing nie in ag geneem word nie.
Plasingstyd: 16 Nov 2023
