A eficiência de uma antena está relacionada à potência fornecida à antena e à potência irradiada pela antena.Uma antena altamente eficiente irradiará a maior parte da energia entregue à antena.Uma antena ineficiente absorve a maior parte da energia perdida dentro da antena.Uma antena ineficiente também pode ter muita energia refletida devido à incompatibilidade de impedância.Reduza a potência irradiada de uma antena ineficiente em comparação com uma antena mais eficiente.
[Nota lateral: a impedância da antena será discutida em um capítulo posterior.A incompatibilidade de impedância é a potência refletida da antena porque a impedância é um valor incorreto.Portanto, isso é chamado de incompatibilidade de impedância.]
O tipo de perda dentro da antena é a perda de condução.As perdas de condução são devidas à condutividade finita da antena.Outro mecanismo de perda é a perda dielétrica.As perdas dielétricas na antena são devidas à condução no material dielétrico.Material isolante pode estar presente dentro ou ao redor da antena.
A relação entre a eficiência da antena e a potência irradiada pode ser escrita como a potência de entrada da antena.Esta é a equação [1].Também conhecida como eficiência de radiação da antena.
[Equação 1]
A eficiência é uma proporção.Essa proporção é sempre uma quantidade entre 0 e 1. A eficiência geralmente é dada em um ponto percentual.Por exemplo, uma eficiência de 0,5 é até 50% igual.A eficiência da antena também é frequentemente citada em decibéis (dB).Uma eficiência de 0,1 é igual a 10%.Isso também é igual a -10 decibéis (-10 decibéis).Uma eficiência de 0,5 é igual a 50%.Isso também é igual a -3 decibéis (dB).
A primeira equação é às vezes chamada de eficiência de radiação da antena.Isso o distingue de outro termo comumente usado chamado eficácia total da antena.Eficiência efetiva total Eficiência de radiação da antena multiplicada pela perda de incompatibilidade de impedância da antena.Perdas por incompatibilidade de impedância ocorrem quando a antena está fisicamente conectada à linha de transmissão ou receptor.Isso pode ser resumido na fórmula [2].
[Equação 2]
fórmula [2]
A perda de incompatibilidade de impedância é sempre um número entre 0 e 1. Portanto, a eficiência geral da antena é sempre menor que a eficiência da radiação.Para reiterar isto, se não houver perdas, a eficiência da radiação é igual à eficiência total da antena devido à incompatibilidade de impedância.
Melhorar a eficiência é um dos parâmetros mais importantes da antena.Pode estar muito próximo de 100% com uma antena parabólica, antena tipo corneta ou dipolo de meio comprimento de onda sem qualquer material com perdas ao seu redor.Antenas de telefones celulares ou antenas de eletrônicos de consumo normalmente têm uma eficiência de 20% a 70%.Isso é equivalente a -7 dB -1,5 dB (-7, -1,5 dB).Freqüentemente devido à perda de componentes eletrônicos e materiais ao redor da antena.Eles tendem a absorver alguma energia irradiada.A energia é convertida em energia térmica e não há radiação.Isso reduz a eficiência da antena.As antenas de rádio automotivo podem operar em frequências de rádio AM com uma eficiência de antena de 0,01.[Isso é 1% ou -20 dB.] Essa ineficiência ocorre porque a antena tem menos de meio comprimento de onda na frequência de operação.Isso reduz bastante a eficiência da antena.Os links sem fio são mantidos porque as torres de transmissão AM empregam uma potência de transmissão muito alta.
As perdas por incompatibilidade de impedância são discutidas nas seções Gráfico Smith e Correspondência de Impedância.A correspondência de impedância pode melhorar muito a eficiência da antena.
Ganho da antena
O ganho de longo prazo da antena descreve quanta potência é transmitida na direção de pico da radiação, em relação a uma fonte isotrópica.O ganho da antena é mais comumente citado na folha de especificações de uma antena.O ganho da antena é importante porque leva em consideração as perdas reais que ocorrem.
Uma antena com ganho de 3 dB significa que a potência recebida da antena é 3 dB muito maior do que seria recebida de uma antena isotrópica sem perdas com a mesma potência de entrada.3 dB equivale ao dobro da fonte de alimentação.
O ganho da antena às vezes é discutido como uma função da direção ou do ângulo.Entretanto, quando um único número especifica o ganho, então esse número é o ganho de pico para todas as direções.O “G” do ganho da antena pode ser comparado com a diretividade do “D” do tipo futurista.
[Equação 3]
O ganho de uma antena real, que pode ser tão alto quanto o de uma antena parabólica muito grande, é de 50 dB.A diretividade pode ser tão baixa quanto 1,76 dB como uma antena real (como uma antena dipolo curta).A direcionalidade nunca pode ser inferior a 0 dB.No entanto, o ganho de pico da antena pode ser arbitrariamente pequeno.Isso se deve a perdas ou ineficiências.Antenas eletricamente pequenas são antenas relativamente pequenas que operam no comprimento de onda da frequência em que a antena opera.Antenas pequenas podem ser muito ineficientes.O ganho da antena geralmente fica abaixo de -10 dB, mesmo quando a incompatibilidade de impedância não é levada em consideração.
Horário da postagem: 16 de novembro de 2023
