Hiệu quả của mộtăng tenchỉ khả năng của ăng-ten chuyển đổi năng lượng điện đầu vào thành năng lượng bức xạ. Trong truyền thông không dây, hiệu suất ăng-ten có tác động quan trọng đến chất lượng truyền tín hiệu và mức tiêu thụ điện năng.
Hiệu suất của ăng-ten có thể được thể hiện bằng công thức sau:
Hiệu suất = (Công suất bức xạ / Công suất đầu vào) * 100%
Trong đó, Công suất bức xạ là năng lượng điện từ được bức xạ bởi ăng-ten và Công suất đầu vào là năng lượng điện đầu vào của ăng-ten.
Hiệu suất của ăng-ten bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố, bao gồm thiết kế, vật liệu, kích thước, tần số hoạt động, v.v. của ăng-ten. Nói chung, hiệu suất của ăng-ten càng cao thì khả năng chuyển đổi năng lượng điện đầu vào thành năng lượng bức xạ càng hiệu quả, do đó cải thiện chất lượng truyền tín hiệu và giảm mức tiêu thụ điện năng.
Do đó, hiệu quả là một yếu tố quan trọng cần cân nhắc khi thiết kế và lựa chọn ăng-ten, đặc biệt là trong các ứng dụng yêu cầu truyền dẫn đường dài hoặc có yêu cầu nghiêm ngặt về mức tiêu thụ điện năng.
1. Hiệu suất ăng-ten
Hình 1
Khái niệm hiệu suất ăng-ten có thể được định nghĩa bằng Hình 1.
Hiệu suất anten tổng thể e0 được sử dụng để tính toán tổn thất anten tại đầu vào và bên trong cấu trúc anten. Tham khảo Hình 1(b), những tổn thất này có thể là do:
1. Phản xạ do sự không phù hợp giữa đường truyền và ăng-ten;
2. Tổn thất điện môi và tổn thất dẫn điện.
Hiệu suất tổng thể của ăng-ten có thể thu được từ công thức sau:
Nghĩa là, hiệu suất tổng thể = tích của hiệu suất không phù hợp, hiệu suất của vật dẫn và hiệu suất điện môi.
Thông thường rất khó để tính toán hiệu suất dẫn điện và hiệu suất điện môi, nhưng chúng có thể được xác định bằng các thí nghiệm. Tuy nhiên, các thí nghiệm không thể phân biệt được hai tổn thất, vì vậy công thức trên có thể được viết lại như sau:
ecd là hiệu suất bức xạ của ăng-ten và Γ là hệ số phản xạ.
2. Lợi nhuận và Lợi nhuận thực tế
Một số liệu hữu ích khác để mô tả hiệu suất của ăng-ten là độ lợi. Mặc dù độ lợi của ăng-ten có liên quan chặt chẽ đến tính định hướng, nhưng đây là một tham số tính đến cả hiệu suất và tính định hướng của ăng-ten. Tính định hướng là một tham số chỉ mô tả các đặc điểm định hướng của ăng-ten, do đó nó chỉ được xác định bởi mẫu bức xạ.
Độ lợi của ăng-ten theo một hướng xác định được định nghĩa là "4π lần tỷ lệ cường độ bức xạ theo hướng đó với tổng công suất đầu vào". Khi không có hướng nào được xác định, độ lợi theo hướng bức xạ cực đại thường được lấy. Do đó, thường có:
Nói chung, nó đề cập đến độ lợi tương đối, được định nghĩa là "tỷ lệ giữa độ lợi công suất theo một hướng xác định với công suất của một ăng-ten tham chiếu theo một hướng tham chiếu". Công suất đầu vào của ăng-ten này phải bằng nhau. Ăng-ten tham chiếu có thể là một ăng-ten rung, ăng-ten sừng hoặc ăng-ten khác. Trong hầu hết các trường hợp, một nguồn điểm không định hướng được sử dụng làm ăng-ten tham chiếu. Do đó:
Mối quan hệ giữa tổng công suất bức xạ và tổng công suất đầu vào như sau:
Theo tiêu chuẩn IEEE, "Độ lợi không bao gồm các tổn thất do không khớp trở kháng (tổn thất phản xạ) và không khớp phân cực (tổn thất)." Có hai khái niệm về độ lợi, một được gọi là độ lợi (G) và khái niệm còn lại được gọi là độ lợi có thể đạt được (Gre), có tính đến các tổn thất phản xạ/không khớp.
Mối quan hệ giữa độ lợi và độ định hướng là:
Nếu ăng-ten được kết hợp hoàn hảo với đường truyền, nghĩa là trở kháng đầu vào của ăng-ten Zin bằng trở kháng đặc trưng Zc của đường truyền (|Γ| = 0), thì độ lợi và độ lợi đạt được sẽ bằng nhau (Gre = G).
Để tìm hiểu thêm về ăng-ten, vui lòng truy cập:
Thời gian đăng: 14-06-2024
