A eficiência de umantenarefere-se à capacidade da antena de converter energia elétrica de entrada em energia irradiada.Nas comunicações sem fio, a eficiência da antena tem um impacto importante na qualidade da transmissão do sinal e no consumo de energia.
A eficiência da antena pode ser expressa pela seguinte fórmula:
Eficiência = (Potência irradiada / Potência de entrada) * 100%
Entre eles, a potência irradiada é a energia eletromagnética irradiada pela antena, e a potência de entrada é a energia elétrica que entra na antena.
A eficiência de uma antena é afetada por muitos fatores, incluindo design da antena, material, tamanho, frequência operacional, etc. De modo geral, quanto maior a eficiência da antena, mais eficazmente ela pode converter a energia elétrica de entrada em energia irradiada, assim melhorando a qualidade da transmissão do sinal e reduzindo o consumo de energia.
Portanto, a eficiência é uma consideração importante ao projetar e selecionar antenas, especialmente em aplicações que exigem transmissão de longa distância ou que possuem requisitos rígidos de consumo de energia.
1. Eficiência da antena
figura 1
O conceito de eficiência da antena pode ser definido na Figura 1.
A eficiência total da antena e0 é usada para calcular as perdas da antena na entrada e dentro da estrutura da antena.Referindo-se à Figura 1 (b), essas perdas podem ser devidas a:
1. Reflexões por incompatibilidade entre a linha de transmissão e a antena;
2. Perdas condutoras e dielétricas.
A eficiência total da antena pode ser obtida pela seguinte fórmula:
Ou seja, eficiência total = produto da eficiência de incompatibilidade, eficiência do condutor e eficiência dielétrica.
Geralmente é muito difícil calcular a eficiência do condutor e a eficiência dielétrica, mas elas podem ser determinadas por experimentos.No entanto, os experimentos não conseguem distinguir as duas perdas, então a fórmula acima pode ser reescrita como:
ecd é a eficiência de radiação da antena e Γ é o coeficiente de reflexão.
2. Ganho e ganho realizado
Outra métrica útil para descrever o desempenho da antena é o ganho.Embora o ganho de uma antena esteja intimamente relacionado à diretividade, é um parâmetro que leva em consideração tanto a eficiência quanto a diretividade da antena.A diretividade é um parâmetro que descreve apenas as características direcionais de uma antena, portanto é determinada apenas pelo padrão de radiação.
O ganho de uma antena em uma direção especificada é definido como “4π vezes a razão entre a intensidade da radiação naquela direção e a potência total de entrada”.Quando nenhuma direção é especificada, geralmente é considerado o ganho na direção da radiação máxima.Portanto, geralmente há:
Em geral, refere-se ao ganho relativo, que é definido como “a razão entre o ganho de potência em uma direção especificada e a potência de uma antena de referência em uma direção de referência”.A potência de entrada para esta antena deve ser igual.A antena de referência pode ser um vibrador, uma buzina ou outra antena.Na maioria dos casos, uma fonte pontual não direcional é usada como antena de referência.Portanto:
A relação entre a potência total irradiada e a potência total de entrada é a seguinte:
De acordo com o padrão IEEE, "O ganho não inclui perdas devido à incompatibilidade de impedância (perda de reflexão) e incompatibilidade de polarização (perda)."Existem dois conceitos de ganho, um é chamado de ganho (G) e o outro é chamado de ganho alcançável (Gre), que leva em consideração perdas de reflexão/incompatibilidade.
A relação entre ganho e diretividade é:
Se a antena estiver perfeitamente casada com a linha de transmissão, ou seja, a impedância de entrada da antena Zin for igual à impedância característica Zc da linha (|Γ| = 0), então o ganho e o ganho alcançável são iguais (Gre = G ).
Para saber mais sobre antenas, visite:
Horário da postagem: 14 de junho de 2024
