Hiệu quả của mộtăng-tenChỉ khả năng của ăng-ten trong việc 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 biểu thị 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 ăng-ten, vật liệu, kích thước, tần số hoạt động, v.v. 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 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 ăng-ten tổng thể e0 được sử dụng để tính toán tổn thất ăng-ten tại đầu vào và bên trong cấu trúc ăng-ten. Tham khảo Hình 1(b), những tổn thất này có thể do:
1. Phản xạ do sự không tương thích 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 được tính theo công thức sau:
Nghĩa là, hiệu suất tổng thể = tích của hiệu suất không phù hợp, hiệu suất của vật dẫn và hiệu suất của điện môi.
Thông thường, việc tính toán hiệu suất dẫn điện và hiệu suất điện môi rất khó khăn, nhưng chúng có thể được xác định bằng thực nghiệm. Tuy nhiên, thực nghiệm không thể phân biệt được hai loại tổn thất này, 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 chỉ số hữu ích khác để mô tả hiệu suất ăng-ten là độ lợi. Mặc dù độ lợi của ăng-ten có liên quan chặt chẽ đến độ định hướng, nhưng đây là một thông số tính đến cả hiệu suất và độ định hướng của ăng-ten. Độ định hướng là một thông số chỉ mô tả các đặc tính 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 nhân với tỷ số giữa cường độ bức xạ theo hướng đó với tổng công suất đầu vào". Khi không xác định hướng, 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 ăng-ten tham chiếu theo cùng hướng". Công suất đầu vào của ăng-ten này phải bằng nhau. Ăng-ten tham chiếu có thể là ăng-ten rung, ăng-ten loa hoặc các loại 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 hoàn toàn phù hợp 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
