کارایی یکآنتنبه توانایی آنتن در تبدیل انرژی الکتریکی ورودی به انرژی تابشی اشاره دارد. در ارتباطات بیسیم، راندمان آنتن تأثیر مهمی بر کیفیت انتقال سیگنال و مصرف برق دارد.
راندمان آنتن را میتوان با فرمول زیر بیان کرد:
راندمان = (توان تابشی / توان ورودی) * ۱۰۰٪
در میان آنها، توان تابشی، انرژی الکترومغناطیسی تابش شده توسط آنتن است و توان ورودی، انرژی الکتریکی ورودی به آنتن است.
راندمان یک آنتن تحت تأثیر عوامل زیادی از جمله طراحی آنتن، جنس، اندازه، فرکانس کاری و غیره قرار دارد. به طور کلی، هرچه راندمان آنتن بالاتر باشد، میتواند انرژی الکتریکی ورودی را به انرژی تابشی به طور مؤثرتری تبدیل کند و در نتیجه کیفیت انتقال سیگنال را بهبود بخشیده و مصرف برق را کاهش دهد.
بنابراین، راندمان هنگام طراحی و انتخاب آنتنها، به ویژه در کاربردهایی که نیاز به انتقال در مسافتهای طولانی دارند یا الزامات سختگیرانهای در مورد مصرف برق دارند، یک نکته مهم است.
۱. راندمان آنتن
شکل ۱
مفهوم راندمان آنتن را میتوان با استفاده از شکل ۱ تعریف کرد.
راندمان کل آنتن e0 برای محاسبه تلفات آنتن در ورودی و درون ساختار آنتن استفاده میشود. با توجه به شکل 1(b)، این تلفات ممکن است به دلایل زیر باشد:
۱. بازتابهای ناشی از عدم تطابق بین خط انتقال و آنتن؛
۲. تلفات هادی و دیالکتریک.
راندمان کل آنتن را میتوان از فرمول زیر بدست آورد:
یعنی، راندمان کل = حاصلضرب راندمان عدم تطابق، راندمان رسانا و راندمان دیالکتریک.
معمولاً محاسبه راندمان هادی و راندمان دیالکتریک بسیار دشوار است، اما میتوان آنها را با آزمایش تعیین کرد. با این حال، آزمایشها نمیتوانند این دو تلفات را از هم تشخیص دهند، بنابراین فرمول بالا را میتوان به صورت زیر بازنویسی کرد:
ecd بازده تابشی آنتن و Γ ضریب بازتاب است.
۲. سود و سود تحققیافته
یکی دیگر از معیارهای مفید برای توصیف عملکرد آنتن، بهره است. اگرچه بهره یک آنتن ارتباط نزدیکی با جهتگیری دارد، اما پارامتری است که هم راندمان و هم جهتگیری آنتن را در نظر میگیرد. جهتگیری پارامتری است که فقط ویژگیهای جهتگیری یک آنتن را توصیف میکند، بنابراین فقط توسط الگوی تابش تعیین میشود.
بهره آنتن در یک جهت مشخص به صورت «4π ضربدر نسبت شدت تابش در آن جهت به کل توان ورودی» تعریف میشود. وقتی هیچ جهتی مشخص نشده باشد، بهره در جهت حداکثر تابش معمولاً در نظر گرفته میشود. بنابراین، به طور کلی:
به طور کلی، به بهره نسبی اشاره دارد که به صورت «نسبت بهره توان در یک جهت مشخص به توان یک آنتن مرجع در یک جهت مرجع» تعریف میشود. توان ورودی به این آنتن باید برابر باشد. آنتن مرجع میتواند ویبراتور، بوق یا آنتن دیگری باشد. در بیشتر موارد، از یک منبع نقطهای غیر جهتدار به عنوان آنتن مرجع استفاده میشود. بنابراین:
رابطه بین کل توان تابشی و کل توان ورودی به شرح زیر است:
طبق استاندارد IEEE، «بهره شامل تلفات ناشی از عدم تطابق امپدانس (تلفات بازتاب) و عدم تطابق قطبش (تلفات) نمیشود.» دو مفهوم بهره وجود دارد، یکی بهره (G) و دیگری بهره قابل دستیابی (Gre) نامیده میشود که تلفات بازتاب/عدم تطابق را در نظر میگیرد.
رابطه بین بهره و جهتپذیری به صورت زیر است:
اگر آنتن کاملاً با خط انتقال مطابقت داشته باشد، یعنی امپدانس ورودی آنتن Zin برابر با امپدانس مشخصه Zc خط باشد (|Γ| = 0)، آنگاه بهره و بهره قابل دستیابی برابر هستند (Gre = G).
برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد آنتنها، لطفاً به آدرس زیر مراجعه کنید:
زمان ارسال: ۱۴ ژوئن ۲۰۲۴
