안테나의 효율성과 안테나 이득 caculate를하는 방법

여기서 우리는 두 가지 기본적인 안테나 매개 변수를 소개합니다 : 안테나 효율 과 안테나 이득.
 

안테나 효율

안테나의 효율성은 안테나에 전달되는 전력과 안테나 내에서 방사 또는 소산되는 전력과 관련이 있습니다. 고효율 안테나는 안테나 입력에 존재하는 대부분의 전력이 방출됩니다. 저효율 안테나는 대부분의 전력이 안테나 내에서 손실로 흡수되거나 임피던스 불일치로 인해 반사됩니다.
 

[참고 : 안테나 임피던스는 이후 섹션에서 설명합니다. 임피던스 불일치는 단순히 임피던스가 올바른 값이 아니기 때문에 안테나에서 반사 된 전력입니다. 따라서 "임피던스 불일치"입니다. ]
 

안테나 내에서 관련된 손실은 일반적으로 전도 손실 (안테나의 유한 전도도로 인해) 및 유전 손실 (안테나 내에 존재할 수있는 유전체 내 전도로 인해)입니다.

 

안테나 효율 (또는 복사 효율)은 복사 전력 대 안테나 입력 전력의 비율로 쓸 수 있습니다.

효율성은 궁극적으로 0과 1 사이의 숫자를 제공하는 비율입니다. 효율성은 백분율로 자주 인용됩니다. 예를 들어, 0.5의 효율성은 50 %와 같습니다. 안테나 효율도 종종 데시벨 (dB)로 표시됩니다. 0.1의 효율성은 10 % 또는 (-10dB)이고 0.5 또는 50 %의 효율성은 -3dB입니다.

 

방정식 [1]은 때때로 안테나의 방사 효율이라고도합니다. 이것은 안테나의 "총 효율"이라고 불리는 다른 용어와 구별됩니다. 안테나의 총 효율은 전송 라인 또는 수신기 (무선 또는 송신기)에 연결되었을 때 안테나의 임피던스 불일치 손실을 곱한 방사 효율입니다. 이것은 식 [2]에 요약 될 수 있습니다. 안테나 효율은 안테나의 전체 효율, 임피던스 mismatchloss이며 임피던스 불일치로 인해 안테나의 손실이고,  총 효율은 안테나의 방사 효율을 혈통.

 

 

이후  항상 0과 1 사이의 숫자이면 총 안테나 효율은 항상 안테나의 방사 효율보다 낮습니다. 즉, 임피던스 불일치로 인한 손실이없는 경우 방사 효율은 전체 안테나 효율과 동일합니다.

 

효율성은 가장 중요한 안테나 매개 변수 중 하나입니다. 주변에 손실 물질이없는 접시, 뿔 안테나 또는 반 파장 쌍극자의 경우 100 % (또는 0dB)에 매우 근접 할 수 있습니다. 휴대폰 안테나 또는 가전 제품의 Wi-Fi 안테나는 일반적으로 20 % -70의 효율을가집니다. % (-7 ~ -1.5dB). 손실은 종종 안테나를 둘러싼 전자 장치와 재료로 인해 발생합니다. 이들은 복사 된 전력의 일부를 흡수하는 경향이있어 (에너지를 열로 변환) 안테나의 효율을 낮 춥니 다. 자동차 라디오 안테나는 AM 라디오 주파수에서 총 안테나 효율이 -20dB (1 % 효율) 일 수 있습니다. 이는 안테나가 작동 주파수에서 반 파장보다 훨씬 작기 때문에 안테나 효율이 크게 저하되기 때문입니다. AM 브로드 캐스트 타워는 매우 높은 전송 전력을 사용하기 때문에 무선 링크가 유지됩니다.

 

임피던스 불일치 손실 개선은 Smith Charts 및 임피던스 매칭 섹션에서 논의됩니다. 임피던스 매칭은 안테나의 효율성을 크게 향상시킬 수 있습니다.

 

안테나 이득

Antenna Gain이라는 용어는 등방성 소스의 최대 방사 방향으로 전송되는 전력의 양을 나타냅니다. 안테나 이득은 발생하는 실제 손실을 고려하기 때문에 실제 안테나의 사양서에 더 일반적으로 인용됩니다.

 

이득이 3dB 인 안테나는 안테나에서 멀리 떨어진 곳에서 수신되는 전력이 동일한 입력 전력을 가진 무손실 등방성 안테나에서 수신되는 것보다 3dB 더 높을 것임을 의미합니다 (두 배).

 

안테나 이득은 때때로 각도의 함수로 논의되지만 단일 숫자가 인용 될 때 이득은 모든 방향에 대한 '피크 이득'입니다. 안테나 이득 (G)은 다음과 같은 방법으로 지향성 (D)과 관련 될 수 있습니다.

 

 

실제 안테나의 이득은 매우 큰 접시 안테나의 경우 40-50dB까지 높을 수 있습니다 (드물 긴하지만). 지향성은 실제 안테나 (예 : 짧은 다이폴 안테나)의 경우 1.76dB만큼 낮을 수 있지만 이론적으로는 0dB보다 작을 수 없습니다. 그러나 안테나의 피크 이득은 손실 또는 낮은 효율로 인해 임의로 낮을 수 있습니다. 전기적으로 작은 안테나 (안테나가 작동하는 주파수의 파장에 비해 작음)는 안테나 이득이 -10dB보다 낮을 수 있습니다. 임피던스 불일치 손실 고려).

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