راندمان آنتن به توانی که به آنتن داده می شود و توان تابش شده از آنتن مربوط می شود. یک آنتن با کارایی بالا بیشتر انرژی تحویل شده به آنتن را تابش می کند. یک آنتن ناکارآمد بیشتر انرژی از دست رفته درون آنتن را جذب می کند. همچنین ممکن است یک آنتن ناکارآمد انرژی زیادی به دلیل عدم تطابق امپدانس منعکس شود. قدرت تابشی یک آنتن ناکارآمد را در مقایسه با آنتن کارآمدتر کاهش دهید.
[یادداشت جانبی: امپدانس آنتن در فصل بعدی مورد بحث قرار می گیرد. عدم تطابق امپدانس قدرت منعکس شده از آنتن است زیرا امپدانس مقدار نادرستی است. بنابراین به این عدم تطابق امپدانس می گویند. ]
نوع تلفات درون آنتن از دست دادن هدایت است. تلفات رسانایی به دلیل رسانایی محدود آنتن است. مکانیسم دیگر از دست دادن، تلفات دی الکتریک است. تلفات دی الکتریک در آنتن به دلیل هدایت در مواد دی الکتریک است. ممکن است مواد عایق در داخل یا اطراف آنتن وجود داشته باشد.
نسبت راندمان آنتن به توان تابشی را می توان به عنوان توان ورودی آنتن نوشت. این معادله [1] است. همچنین به عنوان راندمان آنتن بازده تابشی شناخته می شود.
[معادله 1]
کارایی یک نسبت است. این نسبت همیشه مقداری بین 0 و 1 است. راندمان اغلب در یک نقطه درصد داده می شود. به عنوان مثال، بازده 0.5 تا 50٪ یکسان است. راندمان آنتن نیز اغلب بر حسب دسی بل (dB) ذکر می شود. بازده 0.1 برابر با 10 درصد است. این نیز برابر با -10 دسی بل (-10 دسی بل) است. بازده 0.5 برابر با 50 درصد است. این نیز برابر با -3 دسی بل (dB) است.
معادله اول گاهی اوقات راندمان تابش آنتن نامیده می شود. این آن را از یک اصطلاح رایج دیگر به نام اثربخشی کلی آنتن متمایز می کند. کارآیی کلی بازده تابش آنتن ضربدر از دست دادن عدم تطابق امپدانس آنتن. تلفات عدم تطابق امپدانس زمانی رخ می دهد که آنتن به طور فیزیکی به خط انتقال یا گیرنده متصل باشد. این را می توان در فرمول [2] خلاصه کرد.
[معادله 2]
فرمول [2]
از دست دادن عدم تطابق امپدانس همیشه عددی بین 0 و 1 است. بنابراین، بازده کلی آنتن همیشه کمتر از بازده تابش است. برای تکرار این موضوع، اگر تلفاتی وجود نداشته باشد، راندمان تابش برابر با راندمان کل آنتن به دلیل عدم تطابق امپدانس است.
بهبود راندمان یکی از مهمترین پارامترهای آنتن است. می‌تواند با دیش ماهواره، آنتن شیپوری یا دوقطبی نیم‌موج به 100 درصد برسد، بدون اینکه هیچ ماده‌ای در اطراف آن تلفات داشته باشد. آنتن های تلفن همراه یا آنتن های لوازم الکترونیکی مصرفی معمولاً دارای راندمان 20 تا 70 درصد هستند. این معادل dB-7 -1.5 دسی بل (-7، -1.5 دسی بل) است. اغلب به دلیل از دست دادن وسایل الکترونیکی و مواد اطراف آنتن است. اینها تمایل دارند مقداری نیروی تابشی را جذب کنند. انرژی به انرژی گرمایی تبدیل می شود و هیچ تشعشعی وجود ندارد. این باعث کاهش راندمان آنتن می شود. آنتن های رادیویی خودرو می توانند در فرکانس های رادیویی AM با راندمان آنتن 0.01 کار کنند. [این 1٪ یا -20 دسی بل است. ] این ناکارآمدی به این دلیل است که آنتن در فرکانس کاری کوچکتر از نیمی از طول موج است. این امر کارایی آنتن را تا حد زیادی کاهش می دهد. پیوندهای بی سیم حفظ می شوند زیرا برج های پخش AM از توان انتقال بسیار بالایی استفاده می کنند.
تلفات عدم تطابق امپدانس در بخش نمودار اسمیت و تطبیق امپدانس مورد بحث قرار گرفته است. تطبیق امپدانس می تواند کارایی آنتن را تا حد زیادی بهبود بخشد.
بهره آنتن
بهره بلند مدت آنتن نشان می دهد که چه مقدار توان در جهت پیک تابش نسبت به یک منبع همسانگرد منتقل می شود. بهره آنتن بیشتر در برگه مشخصات یک آنتن ذکر می شود. بهره آنتن مهم است زیرا تلفات واقعی را در نظر می گیرد.
یک آنتن با بهره 3 دسی بل به این معنی است که توان دریافتی از آنتن 3 دسی بل بسیار بیشتر از آنتن ایزوتروپیک بدون تلفات با همان توان ورودی است. 3 دسی بل معادل دو برابر منبع تغذیه است.
بهره آنتن گاهی اوقات به عنوان تابعی از جهت یا زاویه مورد بحث قرار می گیرد. با این حال، وقتی یک عدد منفرد بهره را مشخص می کند، آن عدد اوج بهره برای همه جهات است. "G" بهره آنتن را می توان با جهت گیری "D" از نوع آینده نگر مقایسه کرد.
[معادله 3]
بهره یک آنتن واقعی، که می تواند به اندازه یک بشقاب ماهواره ای بسیار بزرگ باشد، 50 دسی بل است. جهت دهی می تواند مانند یک آنتن واقعی (مانند یک آنتن دوقطبی کوتاه) تا 1.76 دسی بل باشد. جهت گیری هرگز نمی تواند کمتر از 0 دسی بل باشد. با این حال، اوج بهره آنتن می تواند خودسرانه کوچک باشد. این به دلیل ضرر یا ناکارآمدی است. آنتن‌های کوچک الکتریکی، آنتن‌های نسبتاً کوچکی هستند که در طول موج فرکانسی که آنتن در آن کار می‌کند، کار می‌کنند. آنتن های کوچک می توانند بسیار ناکارآمد باشند. بهره آنتن اغلب کمتر از -10 دسی بل است، حتی اگر عدم تطابق امپدانس در نظر گرفته شود.
زمان ارسال: نوامبر-16-2023
