КПД антенны

КПД антенны (в режиме передачи) — отношение мощности радиоизлучения, создаваемого антенной, к мощности радиочастотного сигнала, подводимого к антенне^[1].

Согласно определению стандарта IEEE 145-1993 ^[2] "Основные определения терминов для антенн" "Эффективность (КПД) антенны это отношение полной мощности излучения антенны к мощности, передаваемой антенне по электросети через подсоединенный трансмиттер".

Стандарт IEEE определяет еще несколько параметров, определяющих КПД антенн:

• КПД апертурной антенны.
• эффективность распределения поля антенны.
• эффективность поляризации.
• эффективность единого луча.

Все эти определения - различны по своей сути и не стоит их путать с понятием КПД антенны, которое является наиболее часто употребляемым.

В режиме передачи антенна потребляет от источника (например, радиопередатчика) активную 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 (импеданс) $Z = R + jX$ реальной антенны - величина комплексная, и активная мощность $P_0$, потребляемая антенной от источника, целиком рассеивается на активной составляющей $R$ входного сопротивления. Условно в этой активной составляющей можно выделить две части, которые называют сопротивлением излучения $R_\Sigma$ и сопротивлением потерь $R_\Pi$:

$R = R_\Sigma + R_\Pi$

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

$\eta = \frac{P_\Sigma}{P_0} = \frac{P_\Sigma}{P_\Sigma + P_\Pi} = \frac{R_\Sigma}{R_\Sigma + R_\Pi}$

Потери при заземлении

Для монопольных и прочих антенн с заземлением имеют место потери на омическом сопротивлении в месте соединения с заземленной поверхностью/компенсатором, в том числе на стойке или стержне и их соединениях, т.к. омическое сопротивление возникает внутри заземленной поверхности.

Примечания

1. ↑ ГОСТ 24375-80. Радиосвязь. Термины и определения
2. ↑ IEEE Std 145-1993, Standard Definitions of Terms for Antennas, ISBN 1-55937-317-2, IEEEXplore