ประสิทธิภาพของเสาอากาศสัมพันธ์กับพลังงานที่จ่ายให้กับเสาอากาศและพลังงานที่แผ่ออกมาจากเสาอากาศเสาอากาศที่มีประสิทธิภาพสูงจะแผ่พลังงานส่วนใหญ่ที่ส่งไปยังเสาอากาศเสาอากาศที่ไม่มีประสิทธิภาพจะดูดซับพลังงานส่วนใหญ่ที่สูญเสียไปภายในเสาอากาศเสาอากาศที่ไม่มีประสิทธิภาพอาจมีพลังงานจำนวนมากสะท้อนออกมาเนื่องจากอิมพีแดนซ์ไม่ตรงกันลดกำลังการแผ่รังสีของเสาอากาศที่ไม่มีประสิทธิภาพเมื่อเปรียบเทียบกับเสาอากาศที่มีประสิทธิภาพมากกว่า
[หมายเหตุด้านข้าง: ความต้านทานของเสาอากาศจะกล่าวถึงในบทต่อๆ ไปอิมพีแดนซ์ที่ไม่ตรงกันจะสะท้อนถึงกำลังจากเสาอากาศเนื่องจากอิมพีแดนซ์เป็นค่าที่ไม่ถูกต้องดังนั้นจึงเรียกว่าอิมพีแดนซ์ไม่ตรงกัน-
ประเภทของการสูญเสียภายในเสาอากาศคือการสูญเสียการนำไฟฟ้าการสูญเสียการนำไฟฟ้าเกิดจากการนำไฟฟ้าที่มีจำกัดของเสาอากาศกลไกของการสูญเสียอีกประการหนึ่งคือการสูญเสียอิเล็กทริกการสูญเสียอิเล็กทริกในเสาอากาศเกิดจากการนำไฟฟ้าในวัสดุอิเล็กทริกวัสดุฉนวนอาจมีอยู่ภายในหรือรอบๆ เสาอากาศ
อัตราส่วนของประสิทธิภาพของเสาอากาศต่อกำลังที่แผ่ออกมาสามารถเขียนเป็นกำลังไฟฟ้าเข้าของเสาอากาศได้นี่คือสมการ [1]หรือที่เรียกว่าประสิทธิภาพของเสาอากาศประสิทธิภาพการแผ่รังสี
[สมการ 1]
ประสิทธิภาพเป็นอัตราส่วนอัตราส่วนนี้จะเป็นปริมาณระหว่าง 0 ถึง 1 เสมอ ประสิทธิภาพมักจะถูกกำหนดที่จุดเปอร์เซ็นต์ตัวอย่างเช่นประสิทธิภาพ 0.5 สูงถึง 50% เท่าเดิมประสิทธิภาพของเสาอากาศมักมีหน่วยเป็นเดซิเบล (dB)ประสิทธิภาพ 0.1 เท่ากับ 10%ซึ่งก็เท่ากับ -10 เดซิเบล (-10 เดซิเบล)ประสิทธิภาพ 0.5 เท่ากับ 50%ซึ่งก็เท่ากับ -3 เดซิเบล (dB) เช่นกัน
สมการแรกบางครั้งเรียกว่าประสิทธิภาพการแผ่รังสีของเสาอากาศสิ่งนี้ทำให้แตกต่างจากคำที่ใช้กันทั่วไปอีกคำหนึ่งที่เรียกว่าประสิทธิภาพโดยรวมของเสาอากาศประสิทธิภาพที่มีประสิทธิภาพโดยรวม ประสิทธิภาพการแผ่รังสีของเสาอากาศคูณด้วยการสูญเสียอิมพีแดนซ์ที่ไม่ตรงกันของเสาอากาศการสูญเสียความไม่ตรงกันของอิมพีแดนซ์เกิดขึ้นเมื่อเสาอากาศเชื่อมต่อทางกายภาพกับสายส่งหรือตัวรับสามารถสรุปได้ในสูตร [2]
[สมการที่ 2]
สูตร [2]
การสูญเสียที่ไม่ตรงกันของอิมพีแดนซ์จะเป็นตัวเลขระหว่าง 0 ถึง 1 เสมอ ดังนั้น ประสิทธิภาพของเสาอากาศโดยรวมจึงน้อยกว่าประสิทธิภาพการแผ่รังสีเสมอเพื่อย้ำสิ่งนี้ หากไม่มีการสูญเสีย ประสิทธิภาพการแผ่รังสีจะเท่ากับประสิทธิภาพเสาอากาศทั้งหมดเนื่องจากอิมพีแดนซ์ไม่ตรงกัน
การปรับปรุงประสิทธิภาพเป็นหนึ่งในพารามิเตอร์เสาอากาศที่สำคัญที่สุดสามารถมีความใกล้เคียง 100% ได้ด้วยจานดาวเทียม เสาอากาศแบบแตร หรือไดโพลที่มีความยาวคลื่นครึ่งหนึ่ง โดยไม่มีการสูญเสียวัสดุใดๆ อยู่รอบๆเสาอากาศโทรศัพท์มือถือหรืออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภคโดยทั่วไปจะมีประสิทธิภาพอยู่ที่ 20%-70%ซึ่งเทียบเท่ากับ -7 dB -1.5 dB (-7, -1.5 dB)มักเกิดจากการสูญเสียอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และวัสดุที่อยู่รอบๆ เสาอากาศสิ่งเหล่านี้มีแนวโน้มที่จะดูดซับพลังงานที่แผ่ออกมาบางส่วนพลังงานจะถูกแปลงเป็นพลังงานความร้อนและไม่มีรังสีซึ่งจะลดประสิทธิภาพของเสาอากาศเสาอากาศวิทยุในรถยนต์สามารถทำงานได้ที่ความถี่วิทยุ AM โดยมีประสิทธิภาพเสาอากาศอยู่ที่ 0.01[นี่คือ 1% หรือ -20 dB] ความไร้ประสิทธิภาพนี้เกิดขึ้นเนื่องจากเสาอากาศมีความยาวคลื่นน้อยกว่าครึ่งหนึ่งที่ความถี่ในการทำงานสิ่งนี้จะลดประสิทธิภาพของเสาอากาศลงอย่างมากการเชื่อมต่อไร้สายยังคงอยู่เนื่องจากเสาส่งสัญญาณ AM ใช้กำลังส่งที่สูงมาก
การสูญเสียที่ไม่ตรงกันของอิมพีแดนซ์จะถูกกล่าวถึงในส่วน Smith Chart และการจับคู่อิมพีแดนซ์การจับคู่อิมพีแดนซ์สามารถปรับปรุงประสิทธิภาพของเสาอากาศได้อย่างมาก
กำไรจากเสาอากาศ
อัตราขยายของเสาอากาศในระยะยาวจะอธิบายถึงปริมาณพลังงานที่ถูกส่งไปในทิศทางการแผ่รังสีสูงสุด สัมพันธ์กับแหล่งกำเนิดไอโซโทรปิกอัตราขยายของเสาอากาศมักระบุไว้ในเอกสารข้อมูลจำเพาะของเสาอากาศอัตราขยายของเสาอากาศมีความสำคัญเนื่องจากจะคำนึงถึงความสูญเสียที่เกิดขึ้นจริงด้วย
เสาอากาศที่มีค่าเกน 3 dB หมายความว่าพลังงานที่ได้รับจากเสาอากาศนั้นสูงกว่าที่จะได้รับจากเสาอากาศไอโซโทรปิกแบบไม่สูญเสียที่มีกำลังอินพุตเท่ากันมาก 3 dB3 dB เทียบเท่ากับแหล่งจ่ายไฟสองเท่า
อัตราขยายของเสาอากาศบางครั้งถูกกล่าวถึงเป็นฟังก์ชันของทิศทางหรือมุมอย่างไรก็ตาม เมื่อตัวเลขตัวเดียวระบุเกน ตัวเลขนั้นก็คือเกนสูงสุดสำหรับทุกทิศทางอัตราขยายเสาอากาศ "G" สามารถเปรียบเทียบได้กับทิศทางของ "D" ของประเภทอนาคต
[สมการที่ 3]
อัตราขยายของเสาอากาศจริงซึ่งอาจสูงเท่ากับจานดาวเทียมขนาดใหญ่มากคือ 50 dBทิศทางสามารถต่ำได้ถึง 1.76 dB เหมือนเสาอากาศจริง (เช่น เสาอากาศไดโพลสั้น)ทิศทางต้องไม่น้อยกว่า 0 dBอย่างไรก็ตาม อัตราขยายของเสาอากาศสูงสุดอาจมีน้อยตามอำเภอใจนี่เป็นเพราะความสูญเสียหรือความไร้ประสิทธิภาพเสาอากาศขนาดเล็กทางไฟฟ้าเป็นเสาอากาศที่ค่อนข้างเล็กซึ่งทำงานที่ความยาวคลื่นของความถี่ที่เสาอากาศทำงานเสาอากาศขนาดเล็กอาจไม่มีประสิทธิภาพมากนักอัตราขยายของเสาอากาศมักจะต่ำกว่า -10 dB แม้ว่าไม่ได้คำนึงถึงความต้านทานที่ไม่ตรงกันก็ตาม
เวลาโพสต์: 16 พ.ย.-2023
