Antenna-doeltreffendheidbeskryf hoe effektief aanvaarde RF-krag omgeskakel word na uitgestraalde krag. Dit is 'n sleutel-antennaparameter omdat geleierverlies, diëlektriese verlies en impedansie-wanverhouding bruikbare straling kan verminder, selfs wanneer die antenna 'n geskikte patroon het.
Die basiese formule vir stralingsdoeltreffendheid is:
Stralingsdoeltreffendheid, erad= Prad/ Paanvaar
Totale doeltreffendheid sluit ook die wanverhouding by die antenna-inset in:
Totale doeltreffendheid, e0= (1 - |Γ|2) erad
waar Pradis uitgestraalde krag, Paanvaaris aanvaarde drywing en Γ is die insetrefleksiekoëffisiënt. Hierdie gids verduidelik antenna-doeltreffendheidsformules, verliesmeganismes, wins, rigting, gerealiseerde wins en algemene meetmetodes.
Antenne-effektiwiteit: Definisies en formules
Figuur 1
Die konsep van antenne-effektiwiteit kan gedefinieer word deur Figuur 1 te gebruik.
Die totale antenna-effektiwiteit e0 word gebruik om die antenna-verliese by die inset en binne die antenna-struktuur te bereken. Met verwysing na Figuur 1(b), kan hierdie verliese te wyte wees aan:
1. Refleksies as gevolg van wanpassing tussen die transmissielyn en die antenna;
2. Geleier- en diëlektriese verliese.
Die totale antenna-doeltreffendheid kan verkry word met die volgende formule:
Dit wil sê, totale doeltreffendheid = produk van wanpassingsdoeltreffendheid, geleierdoeltreffendheid en diëlektriese doeltreffendheid.
Dit is gewoonlik baie moeilik om geleierdoeltreffendheid en diëlektriese doeltreffendheid te bereken, maar dit kan deur eksperimente bepaal word. Eksperimente kan egter nie die twee verliese onderskei nie, daarom kan die bogenoemde formule herskryf word as:
ecd is die stralingsdoeltreffendheid van die antenna en Γ is die refleksiekoëffisiënt.
Wins, Rigtingsvermoë en Gerealiseerde Wins
Rigtingsvermoëbeskryf hoe gekonsentreerd die stralingspatroon in 'n gegewe rigting is.Winskombineer rigting met stralingsdoeltreffendheid:
G = eradD
waar G wins is, D rigting is en eradis stralingsdoeltreffendheid. Wins neem dus geleier- en diëlektriese verlies in ag, maar sluit normaalweg impedansie-wanpassingsverlies uit.
In die algemeen verwys dit na relatiewe wins, wat gedefinieer word as "die verhouding van die kragwins in 'n gespesifiseerde rigting tot die krag van 'n verwysingsantenna in 'n verwysingsrigting". Die insetkrag na hierdie antenna moet gelyk wees. Die verwysingsantenna kan 'n vibrator, horing of ander antenna wees. In die meeste gevalle word 'n nie-rigtinggewende puntbron as die verwysingsantenna gebruik. Daarom:
Die verband tussen totale uitgestraalde krag en totale insetkrag is soos volg:
Gerealiseerde winssluit die effek van insetwanpassing in en hou verband met wins deur:
Gbesef= (1 - |Γ|2)G
Wanneer die antenna goed ooreenstem, benader die gerealiseerde wins die wins. As die wanverhouding beduidend is, is die gerealiseerde wins laer, selfs wanneer die stralingspatroon en stralingsdoeltreffendheid onveranderd bly.
Die verband tussen wins en rigting is:
Indien die antenna perfek by die transmissielyn pas, is |Γ| = 0 en die gerealiseerde wins is gelyk aan die wins. In praktiese stelsels moet kabelverlies en die kalibrasieverwysingsvlak ook in ag geneem word wanneer gemete en gesimuleerde waardes vergelyk word.
Sleutelfaktore wat antenne-effektiwiteit verminder
- Eindige geleiergeleidingsvermoë en oppervlakruheid
- Diëlektriese verlies in substrate, radomes en ondersteuningsmateriale
- Impedansie-wanverhouding by die voer
- Verliesverwante ooreenstemmende netwerke, verbindings en voerstrukture
- Installasie naby metaal, absorberende materiale of die menslike liggaam
- Vervaardigingstoleransies en frekwensie-afhanklike stroomverspreiding
Hoe Antenna-doeltreffendheid gemeet word
Die meetmetode hang af van die antenna-tipe, frekwensiebereik en beskikbare toetsfasiliteite. Algemene benaderings sluit in wins-richtingsvergelyking, stralingspatroonintegrasie, nagalmkamermetings en die Wheeler-cap-metode vir geskikte elektries klein antennas. Akkurate kalibrasie, kabelverlieskorreksie, polarisasiebelyning en 'n duidelik gedefinieerde verwysingsvlak is noodsaaklik vir betekenisvolle resultate.
Gebruik van doeltreffendheid en wins in antenna-seleksie
Doeltreffendheid, wins, gerealiseerde wins, bandwydte, polarisasie, straalwydte en VSWR moet saam geëvalueer word. 'n Hoë-gerigtheidsantenne kan steeds swak gerealiseerde wins lewer as die verlies of wanverhouding oormatig is. Ingenieurs moet waardes oor die volle bedryfsband en onder verteenwoordigende monteringsomstandighede vergelyk.
Verken RF MISOantenna-oplossingsof hersien onsantenna toetsvermoënsVir toepassingspesifieke seleksie, deel die bedryfsband, vereiste versterking, polarisasie, monteringsbeperkings en toetsomgewing met die RF MISO-span.
Om meer oor antennas te wete te kom, besoek asseblief:
Plasingstyd: 14 Junie 2024
