Η απόδοση μιας κεραίας σχετίζεται με την ισχύ που παρέχεται στην κεραία και την ισχύ που εκπέμπεται από την κεραία.Μια κεραία υψηλής απόδοσης θα εκπέμπει το μεγαλύτερο μέρος της ενέργειας που παρέχεται στην κεραία.Μια αναποτελεσματική κεραία απορροφά το μεγαλύτερο μέρος της ισχύος που χάνεται μέσα στην κεραία.Μια αναποτελεσματική κεραία μπορεί επίσης να ανακλάται πολλή ενέργεια λόγω αναντιστοιχίας σύνθετης αντίστασης.Μειώστε την ακτινοβολούμενη ισχύ μιας μη αποδοτικής κεραίας σε σύγκριση με μια πιο αποδοτική κεραία.
[Πλάγια σημείωση: Η σύνθετη αντίσταση κεραίας συζητείται σε επόμενο κεφάλαιο.Η αναντιστοιχία σύνθετης αντίστασης είναι η ισχύς που ανακλάται από την κεραία επειδή η σύνθετη αντίσταση είναι εσφαλμένη τιμή.Επομένως, αυτό ονομάζεται αναντιστοιχία σύνθετης αντίστασης.]
Ο τύπος απώλειας εντός της κεραίας είναι απώλεια αγωγιμότητας.Οι απώλειες αγωγιμότητας οφείλονται στην πεπερασμένη αγωγιμότητα της κεραίας.Ένας άλλος μηχανισμός απώλειας είναι η διηλεκτρική απώλεια.Οι διηλεκτρικές απώλειες στην κεραία οφείλονται στην αγωγιμότητα στο διηλεκτρικό υλικό.Μπορεί να υπάρχει μονωτικό υλικό μέσα ή γύρω από την κεραία.
Ο λόγος της απόδοσης της κεραίας προς την ακτινοβολούμενη ισχύ μπορεί να γραφτεί ως η ισχύς εισόδου της κεραίας.Αυτή είναι η εξίσωση [1].Επίσης γνωστό ως απόδοση κεραίας ακτινοβολίας.
[Εξίσωση 1]
Η αποτελεσματικότητα είναι μια αναλογία.Αυτή η αναλογία είναι πάντα μια ποσότητα μεταξύ 0 και 1. Η απόδοση δίνεται συχνά σε μια ποσοστιαία μονάδα.Για παράδειγμα, η απόδοση 0,5 είναι έως και 50% η ίδια.Η απόδοση της κεραίας αναφέρεται επίσης συχνά σε ντεσιμπέλ (dB).Απόδοση 0,1 ισούται με 10%.Αυτό ισούται επίσης με -10 ντεσιμπέλ (-10 ντεσιμπέλ).Απόδοση 0,5 ισούται με 50%.Αυτό ισούται επίσης με -3 ντεσιμπέλ (dB).
Η πρώτη εξίσωση μερικές φορές ονομάζεται απόδοση ακτινοβολίας της κεραίας.Αυτό το διακρίνει από έναν άλλο ευρέως χρησιμοποιούμενο όρο που ονομάζεται συνολική αποτελεσματικότητα της κεραίας.Συνολική αποτελεσματική απόδοση Η απόδοση ακτινοβολίας κεραίας πολλαπλασιάζεται με την απώλεια αναντιστοιχίας σύνθετης αντίστασης της κεραίας.Απώλειες αναντιστοιχίας σύνθετης αντίστασης συμβαίνουν όταν η κεραία είναι φυσικά συνδεδεμένη με τη γραμμή μεταφοράς ή τον δέκτη.Αυτό μπορεί να συνοψιστεί στον τύπο [2].
[Εξίσωση 2]
τύπος [2]
Η απώλεια αναντιστοιχίας σύνθετης αντίστασης είναι πάντα ένας αριθμός μεταξύ 0 και 1. Επομένως, η συνολική απόδοση της κεραίας είναι πάντα μικρότερη από την απόδοση ακτινοβολίας.Για να το επαναλάβουμε αυτό, εάν δεν υπάρχουν απώλειες, η απόδοση ακτινοβολίας είναι ίση με τη συνολική απόδοση της κεραίας λόγω αναντιστοιχίας σύνθετης αντίστασης.
Η βελτίωση της απόδοσης είναι μία από τις πιο σημαντικές παραμέτρους της κεραίας.Μπορεί να είναι πολύ κοντά στο 100% με δορυφορικό πιάτο, κεραία κόρνας ή δίπολο μισού μήκους κύματος χωρίς απώλειες υλικού γύρω του.Οι κεραίες κινητών τηλεφώνων ή οι κεραίες ηλεκτρονικών ειδών ευρείας κατανάλωσης έχουν συνήθως απόδοση 20%-70%.Αυτό ισοδυναμεί με -7 dB -1,5 dB (-7, -1,5 dB).Συχνά λόγω απώλειας ηλεκτρονικών και υλικών που περιβάλλουν την κεραία.Αυτά τείνουν να απορροφούν κάποια ακτινοβολούμενη ισχύ.Η ενέργεια μετατρέπεται σε θερμική ενέργεια και δεν υπάρχει ακτινοβολία.Αυτό μειώνει την απόδοση της κεραίας.Οι κεραίες ραδιοφώνου αυτοκινήτου μπορούν να λειτουργούν σε ραδιοσυχνότητες AM με απόδοση κεραίας 0,01.[Αυτό είναι 1% ή -20 dB.] Αυτή η αναποτελεσματικότητα οφείλεται στο ότι η κεραία είναι μικρότερη από το μισό μήκος κύματος στη συχνότητα λειτουργίας.Αυτό μειώνει σημαντικά την απόδοση της κεραίας.Οι ασύρματες συνδέσεις διατηρούνται επειδή οι πύργοι εκπομπής AM χρησιμοποιούν πολύ υψηλή ισχύ μετάδοσης.
Οι απώλειες αναντιστοιχίας σύνθετης αντίστασης συζητούνται στις ενότητες Smith Chart και Impedance Matching.Η αντιστοίχιση σύνθετης αντίστασης μπορεί να βελτιώσει σημαντικά την απόδοση της κεραίας.
Κέρδος κεραίας
Το μακροπρόθεσμο κέρδος κεραίας περιγράφει πόση ισχύς μεταδίδεται στην κατεύθυνση αιχμής της ακτινοβολίας, σε σχέση με μια ισότροπη πηγή.Το κέρδος κεραίας αναφέρεται πιο συχνά στο φύλλο προδιαγραφών μιας κεραίας.Το κέρδος της κεραίας είναι σημαντικό επειδή λαμβάνει υπόψη τις πραγματικές απώλειες που συμβαίνουν.
Μια κεραία με κέρδος 3 dB σημαίνει ότι η ισχύς που λαμβάνεται από την κεραία είναι 3 dB πολύ μεγαλύτερη από ό,τι θα λαμβανόταν από μια ισοτροπική κεραία χωρίς απώλειες με την ίδια ισχύ εισόδου.3 dB ισοδυναμούν με το διπλάσιο της παροχής ρεύματος.
Το κέρδος κεραίας συζητείται μερικές φορές ως συνάρτηση της κατεύθυνσης ή της γωνίας.Ωστόσο, όταν ένας αριθμός καθορίζει το κέρδος, τότε αυτός ο αριθμός είναι το μέγιστο κέρδος για όλες τις κατευθύνσεις.Το "G" του κέρδους κεραίας μπορεί να συγκριθεί με την κατευθυντικότητα του "D" φουτουριστικού τύπου.
[Εξίσωση 3]
Το κέρδος μιας πραγματικής κεραίας, που μπορεί να είναι τόσο υψηλό όσο ένα πολύ μεγάλο δορυφορικό πιάτο, είναι 50 dB.Η κατευθυντικότητα μπορεί να είναι έως και 1,76 dB όπως μια πραγματική κεραία (όπως μια μικρή διπολική κεραία).Η κατευθυντικότητα δεν μπορεί ποτέ να είναι μικρότερη από 0 dB.Ωστόσο, το μέγιστο κέρδος κεραίας μπορεί να είναι αυθαίρετα μικρό.Αυτό οφείλεται σε απώλειες ή αναποτελεσματικότητα.Οι ηλεκτρικά μικρές κεραίες είναι σχετικά μικρές κεραίες που λειτουργούν στο μήκος κύματος της συχνότητας στην οποία λειτουργεί η κεραία.Οι μικρές κεραίες μπορεί να είναι πολύ αναποτελεσματικές.Το κέρδος της κεραίας είναι συχνά κάτω από -10 dB, ακόμη και όταν δεν λαμβάνεται υπόψη η αναντιστοιχία σύνθετης αντίστασης.
Ώρα δημοσίευσης: Νοε-16-2023
