ประสิทธิภาพของอันเสาอากาศหมายถึงความสามารถของเสาอากาศในการแปลงพลังงานไฟฟ้าอินพุตเป็นพลังงานที่แผ่ออกมา ในการสื่อสารไร้สาย ประสิทธิภาพของเสาอากาศมีผลกระทบสำคัญต่อคุณภาพการส่งสัญญาณและการใช้พลังงาน
ประสิทธิภาพของเสาอากาศสามารถแสดงได้ด้วยสูตรต่อไปนี้:
ประสิทธิภาพ = (กำลังแผ่รังสี / กำลังไฟฟ้าเข้า) * 100%
พลังงานที่แผ่ออกมาคือพลังงานแม่เหล็กไฟฟ้าที่แผ่โดยเสาอากาศ และพลังงานอินพุตคือพลังงานไฟฟ้าที่ป้อนเข้าเสาอากาศ
ประสิทธิภาพของเสาอากาศได้รับผลกระทบจากหลายปัจจัย รวมถึงการออกแบบเสาอากาศ วัสดุ ขนาด ความถี่ในการทำงาน ฯลฯ โดยทั่วไป ยิ่งประสิทธิภาพของเสาอากาศสูงเท่าไร ก็สามารถแปลงพลังงานไฟฟ้าอินพุตให้เป็นพลังงานที่แผ่ออกมาได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้นเท่านั้น ดังนั้น ปรับปรุงคุณภาพการส่งสัญญาณและลดการใช้พลังงาน
ดังนั้นประสิทธิภาพจึงเป็นสิ่งสำคัญที่ต้องพิจารณาเมื่อออกแบบและเลือกเสาอากาศ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการใช้งานที่ต้องการการส่งสัญญาณระยะไกลหรือมีข้อกำหนดที่เข้มงวดเกี่ยวกับการใช้พลังงาน
1. ประสิทธิภาพของเสาอากาศ
รูปที่ 1
แนวคิดเรื่องประสิทธิภาพของเสาอากาศสามารถกำหนดได้โดยใช้รูปที่ 1
ประสิทธิภาพเสาอากาศรวม e0 ใช้เพื่อคำนวณการสูญเสียเสาอากาศที่อินพุตและภายในโครงสร้างเสาอากาศ อ้างอิงจากรูปที่ 1 (b) ความสูญเสียเหล่านี้อาจเกิดจาก:
1. การสะท้อนเนื่องจากความไม่ตรงกันระหว่างสายส่งและเสาอากาศ
2. การสูญเสียตัวนำและอิเล็กทริก
ประสิทธิภาพเสาอากาศทั้งหมดสามารถหาได้จากสูตรต่อไปนี้:
นั่นคือ ประสิทธิภาพทั้งหมด = ผลคูณของประสิทธิภาพที่ไม่ตรงกัน ประสิทธิภาพตัวนำ และประสิทธิภาพไดอิเล็กทริก
โดยปกติแล้วการคำนวณประสิทธิภาพของตัวนำและประสิทธิภาพไดอิเล็กทริกมักจะเป็นเรื่องยากมาก แต่สามารถกำหนดได้จากการทดลอง อย่างไรก็ตาม การทดลองไม่สามารถแยกแยะการสูญเสียทั้งสองได้ ดังนั้นสูตรข้างต้นจึงสามารถเขียนใหม่เป็น:
ecd คือประสิทธิภาพการแผ่รังสีของเสาอากาศและ Γ คือสัมประสิทธิ์การสะท้อน
2. กำไรและกำไรที่รับรู้
ตัวชี้วัดที่มีประโยชน์อีกประการหนึ่งสำหรับการอธิบายประสิทธิภาพของเสาอากาศคือการได้รับ แม้ว่าอัตราขยายของเสาอากาศจะสัมพันธ์กับทิศทางอย่างใกล้ชิด แต่ก็เป็นพารามิเตอร์ที่คำนึงถึงทั้งประสิทธิภาพและทิศทางของเสาอากาศ ทิศทางเป็นพารามิเตอร์ที่อธิบายเฉพาะลักษณะทิศทางของเสาอากาศเท่านั้น ดังนั้นจึงถูกกำหนดโดยรูปแบบการแผ่รังสีเท่านั้น
อัตราขยายของเสาอากาศในทิศทางที่ระบุถูกกำหนดให้เป็น "4π คูณอัตราส่วนของความเข้มของรังสีในทิศทางนั้นต่อกำลังไฟฟ้าเข้าทั้งหมด" เมื่อไม่ได้ระบุทิศทาง โดยทั่วไปจะใช้เกนในทิศทางของการแผ่รังสีสูงสุด ดังนั้นจึงมีโดยทั่วไป:
โดยทั่วไป หมายถึงอัตราขยายสัมพัทธ์ ซึ่งหมายถึง "อัตราส่วนของกำลังรับในทิศทางที่ระบุต่อกำลังของเสาอากาศอ้างอิงในทิศทางอ้างอิง" กำลังไฟฟ้าเข้าเสาอากาศนี้จะต้องเท่ากัน เสาอากาศอ้างอิงอาจเป็นเครื่องสั่น แตร หรือเสาอากาศอื่นๆ ในกรณีส่วนใหญ่ แหล่งกำเนิดจุดที่ไม่ใช่ทิศทางจะถูกใช้เป็นเสาอากาศอ้างอิง ดังนั้น:
ความสัมพันธ์ระหว่างกำลังแผ่รังสีทั้งหมดกับกำลังไฟฟ้าเข้าทั้งหมดมีดังนี้:
ตามมาตรฐาน IEEE "กำไรไม่รวมการสูญเสียเนื่องจากอิมพีแดนซ์ไม่ตรงกัน (การสูญเสียการสะท้อน) และโพลาไรเซชันไม่ตรงกัน (การสูญเสีย)" มีสองแนวคิดเรื่องกำไร แนวคิดหนึ่งเรียกว่ากำไร (G) และอีกแนวคิดเรียกว่ากำไรที่ได้รับ (Gre) ซึ่งคำนึงถึงการสูญเสียการสะท้อน/การสูญเสียที่ไม่ตรงกัน
ความสัมพันธ์ระหว่างกำไรและทิศทางคือ:
หากเสาอากาศเข้ากันได้กับสายส่งอย่างสมบูรณ์แบบ นั่นคือ อิมพีแดนซ์อินพุตเสาอากาศ Zin เท่ากับอิมพีแดนซ์ลักษณะเฉพาะ Zc ของเส้น (|Γ| = 0) ดังนั้นเกนและเกนที่ได้รับจะเท่ากัน (Gre = G ).
หากต้องการเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับเสาอากาศ โปรดไปที่:
เวลาโพสต์: 14 มิ.ย.-2024
