Hiệu suất của anten liên quan đến công suất cung cấp cho anten và công suất bức xạ của anten.Một ăng-ten hiệu suất cao sẽ phát ra phần lớn năng lượng được cung cấp cho ăng-ten.Ăng-ten kém hiệu quả sẽ hấp thụ phần lớn năng lượng bị mất trong ăng-ten.Ăng-ten kém hiệu quả cũng có thể bị phản xạ nhiều năng lượng do trở kháng không khớp.Giảm công suất bức xạ của ăng-ten kém hiệu quả so với ăng-ten hiệu quả hơn.
[Lưu ý bên lề: Trở kháng ăng-ten sẽ được thảo luận trong chương sau.Trở kháng không khớp là công suất phản xạ từ ăng-ten vì trở kháng có giá trị không chính xác.Vì vậy, điều này được gọi là sự không phù hợp trở kháng.]
Loại suy hao bên trong anten là suy hao dẫn điện.Tổn thất dẫn truyền là do độ dẫn hữu hạn của anten.Một cơ chế mất mát khác là mất điện môi.Tổn thất điện môi trong anten là do sự dẫn điện trong vật liệu điện môi.Vật liệu cách điện có thể có bên trong hoặc xung quanh ăng-ten.
Tỷ lệ hiệu suất của ăng-ten với công suất bức xạ có thể được viết dưới dạng công suất đầu vào của ăng-ten.Đây là phương trình [1].Còn được gọi là hiệu suất bức xạ của ăng-ten.
[Phương trình 1]
Hiệu quả là một tỷ lệ.Tỷ lệ này luôn là một đại lượng từ 0 đến 1. Hiệu suất thường được tính theo điểm phần trăm.Ví dụ, hiệu suất 0,5 là tương đương tới 50%.Hiệu suất của ăng-ten cũng thường được biểu thị bằng decibel (dB).Hiệu suất 0,1 bằng 10%.Giá trị này cũng bằng -10 decibel (-10 decibel).Hiệu suất 0,5 bằng 50%.Giá trị này cũng bằng -3 decibel (dB).
Phương trình đầu tiên đôi khi được gọi là hiệu suất bức xạ của anten.Điều này phân biệt nó với một thuật ngữ thường được sử dụng khác gọi là hiệu suất tổng của ăng-ten.Hiệu suất hiệu dụng tổng Hiệu suất bức xạ của ăng-ten nhân với tổn thất do không phối hợp trở kháng của ăng-ten.Suy hao do không phối hợp trở kháng xảy ra khi ăng-ten được kết nối vật lý với đường truyền hoặc máy thu.Điều này có thể được tóm tắt trong công thức [2].
[Phương trình 2]
công thức [2]
Suy hao không khớp trở kháng luôn là một số từ 0 đến 1. Do đó, hiệu suất tổng thể của anten luôn nhỏ hơn hiệu suất bức xạ.Để nhắc lại điều này, nếu không có tổn hao thì hiệu suất bức xạ bằng tổng hiệu suất của ăng-ten do trở kháng không phù hợp.
Cải thiện hiệu quả là một trong những thông số ăng-ten quan trọng nhất.Nó có thể rất gần 100% với đĩa vệ tinh, ăng-ten còi hoặc lưỡng cực nửa bước sóng mà không có bất kỳ vật liệu suy hao nào xung quanh nó.Ăng-ten điện thoại di động hoặc ăng-ten điện tử tiêu dùng thường có hiệu suất 20% -70%.Điều này tương đương với -7 dB -1,5 dB (-7, -1,5 dB).Thường do mất các thiết bị điện tử và vật liệu xung quanh ăng-ten.Chúng có xu hướng hấp thụ một số năng lượng bức xạ.Năng lượng được chuyển thành năng lượng nhiệt và không có bức xạ.Điều này làm giảm hiệu quả của anten.Ăng-ten vô tuyến ô tô có thể hoạt động ở tần số vô tuyến AM với hiệu suất ăng-ten là 0,01.[Đây là 1% hoặc -20 dB.] Sự kém hiệu quả này là do ăng-ten nhỏ hơn nửa bước sóng ở tần số hoạt động.Điều này làm giảm đáng kể hiệu suất của anten.Các liên kết không dây được duy trì vì các tháp phát sóng AM sử dụng công suất truyền tải rất cao.
Tổn thất không khớp trở kháng được thảo luận trong phần Biểu đồ Smith và Kết hợp trở kháng.Phối hợp trở kháng có thể cải thiện đáng kể hiệu quả của ăng-ten.
Ăng-ten
Độ lợi anten dài hạn mô tả mức năng lượng được truyền theo hướng bức xạ cực đại so với nguồn đẳng hướng.Độ lợi anten thường được trích dẫn nhiều hơn trong bảng thông số kỹ thuật của anten.Độ lợi anten rất quan trọng vì nó tính đến tổn thất thực tế xảy ra.
Ăng-ten có mức tăng 3 dB có nghĩa là công suất nhận được từ ăng-ten cao hơn nhiều so với công suất nhận được từ ăng-ten đẳng hướng không tổn hao có cùng công suất đầu vào.3 dB tương đương với gấp đôi nguồn điện.
Độ lợi anten đôi khi được coi là hàm của hướng hoặc góc.Tuy nhiên, khi một số chỉ định mức tăng thì số đó là mức tăng cực đại cho tất cả các hướng.Độ lợi "G" của ăng-ten có thể được so sánh với độ định hướng của "D" của loại tương lai.
[Phương trình 3]
Độ lợi của một anten thực, có thể cao bằng một đĩa vệ tinh rất lớn, là 50 dB.Độ định hướng có thể thấp tới 1,76 dB giống như ăng-ten thực (chẳng hạn như ăng-ten lưỡng cực ngắn).Độ định hướng không bao giờ có thể nhỏ hơn 0 dB.Tuy nhiên, mức tăng ích cực đại của anten có thể nhỏ tùy ý.Điều này là do thua lỗ hoặc kém hiệu quả.Ăng-ten điện nhỏ là những ăng-ten tương đối nhỏ hoạt động ở bước sóng của tần số mà ăng-ten hoạt động.Ăng-ten nhỏ có thể rất kém hiệu quả.Độ lợi anten thường dưới -10 dB, ngay cả khi không tính đến sự không phù hợp trở kháng.
Thời gian đăng: 16-11-2023
