КПД антенны

КПД антенны (в режиме передачи) — отношение мощности радиоизлучения, создаваемого антенной, к мощности радиочастотного сигнала, подводимого к антенне.

КПД антенны определяет различие коэффициента усиления (КУ) и коэффициента направленного действия антенны. КПД через КУ входит в уравнение дальности радиолокации и радиосвязи, а также влияет на шумовую температуру антенны.

Понятие КПД антенны удобно пояснить в режиме передачи: антенна потребляет от источника (например, радиопередатчика) электрическую мощность, часть которой преобразуется антенной в электромагнитное излучение, а часть — теряется в виде тепла и тратится на разогрев элементов конструкции антенны, окружающих предметов, грунта и др. Входное сопротивление (электрический импеданс) $Z=R+jX$$Z=R+jX$ реальной антенны — величина комплексная, и активная мощность $P_0$$P_0$, потребляемая антенной от источника, целиком рассеивается на активной составляющей $R$$R$ входного сопротивления. Условно в этой активной составляющей можно выделить две части, которые называют сопротивлением излучения $R_{\mathrm{\Sigma <!--\; \Sigma \; -->}}$$R_{\Sigma }$ и сопротивлением потерь $R_{\mathrm{\Pi <!--\; \Pi \; -->}}$$R_{\Pi }$:

$R=R_{\mathrm{\Sigma <!--\; \Sigma \; -->}}+R_{\mathrm{\Pi <!--\; \Pi \; -->}}$$R=R_{\Sigma }+R_{\Pi }$

Сопротивление излучения — коэффициент, имеющий размерность сопротивления (Ом) и связывающий квадрат амплитудного значения силы электрического тока с мощностью $P_{\mathrm{\Sigma <!--\; \Sigma \; -->}}$$P_{\Sigma }$, излученной антенной в виде электромагнитной волны. Сопротивление потерь — коэффициент, связывающий квадрат амплитудного значения силы электрического тока с мощностью потерь $P_{\mathrm{\Pi <!--\; \Pi \; -->}}$$P_{\Pi }$. Используя эти понятия, КПД антенны удобно (наглядно) записать в виде:

$\mathrm{\eta <!--\; \eta \; -->}=\frac{P_{\mathrm{\Sigma <!--\; \Sigma \; -->}}}{P_0}=\frac{P_{\mathrm{\Sigma <!--\; \Sigma \; -->}}}{P_{\mathrm{\Sigma <!--\; \Sigma \; -->}}+P_{\mathrm{\Pi <!--\; \Pi \; -->}}}=\frac{R_{\mathrm{\Sigma <!--\; \Sigma \; -->}}}{R_{\mathrm{\Sigma <!--\; \Sigma \; -->}}+R_{\mathrm{\Pi <!--\; \Pi \; -->}}}$$\eta ={\frac {P_{\Sigma }}{P_{0}}}={\frac {P_{\Sigma }}{P_{\Sigma }+P_{\Pi }}}={\frac {R_{\Sigma }}{R_{\Sigma }+R_{\Pi }}}$

Потери в заземленииПравить

Для штыревых (монопольных) и других антенн, требующих заземления, имеют место потери на сопротивлении в месте соединения с заземленной поверхностью/компенсатором, в том числе на стойке или стержне и их соединениях, так как омическое сопротивление возникает внутри заземленной поверхности.