Efisiensi antena berkaitan dengan daya yang disuplai ke antena dan daya yang dipancarkan oleh antena. Antena yang sangat efisien akan memancarkan sebagian besar energi yang diberikan ke antena. Antena yang tidak efisien menyerap sebagian besar daya yang hilang di dalam antena. Antena yang tidak efisien juga dapat memantulkan banyak energi karena ketidaksesuaian impedansi. Kurangi daya pancaran antena yang tidak efisien dibandingkan dengan antena yang lebih efisien.
[Catatan samping: Impedansi antena dibahas di bab selanjutnya. Ketidaksesuaian impedansi adalah daya yang dipantulkan dari antena karena nilai impedansinya tidak tepat. Oleh karena itu, ini disebut ketidaksesuaian impedansi.]
Jenis kerugian dalam antena adalah kerugian konduksi. Kerugian konduksi disebabkan oleh konduktivitas antena yang terbatas. Mekanisme kerugian lainnya adalah kerugian dielektrik. Kerugian dielektrik dalam antena disebabkan oleh konduksi dalam material dielektrik. Material isolasi mungkin ada di dalam atau di sekitar antena.
Rasio efisiensi antena terhadap daya radiasi dapat dituliskan sebagai daya masukan antena. Ini adalah persamaan [1]. Juga dikenal sebagai efisiensi radiasi efisiensi antena.
[Persamaan 1]
Efisiensi adalah sebuah rasio. Rasio ini selalu berupa besaran antara 0 dan 1. Efisiensi sering dinyatakan dalam persentase. Misalnya, efisiensi 0,5 sama dengan 50%. Efisiensi antena juga sering dinyatakan dalam desibel (dB). Efisiensi 0,1 sama dengan 10%. Ini juga sama dengan -10 desibel (-10 desibel). Efisiensi 0,5 sama dengan 50%. Ini juga sama dengan -3 desibel (dB).
Persamaan pertama kadang-kadang disebut efisiensi radiasi antena. Hal ini membedakannya dari istilah umum lainnya yang disebut efektivitas total antena. Efisiensi Efektif Total Efisiensi radiasi antena dikalikan dengan kerugian ketidaksesuaian impedansi antena. Kerugian ketidaksesuaian impedansi terjadi ketika antena secara fisik terhubung ke saluran transmisi atau penerima. Hal ini dapat diringkas dalam rumus [2].
[Persamaan 2]
rumus [2]
Kerugian akibat ketidaksesuaian impedansi selalu bernilai antara 0 dan 1. Oleh karena itu, efisiensi antena secara keseluruhan selalu lebih rendah daripada efisiensi radiasi. Untuk menegaskan kembali hal ini, jika tidak ada kerugian, efisiensi radiasi sama dengan efisiensi antena total akibat ketidaksesuaian impedansi.
Meningkatkan efisiensi adalah salah satu parameter antena yang paling penting. Efisiensi dapat mendekati 100% dengan antena parabola, antena tanduk, atau dipol setengah panjang gelombang tanpa material yang menimbulkan kerugian di sekitarnya. Antena telepon seluler atau antena elektronik konsumen biasanya memiliki efisiensi 20%-70%. Ini setara dengan -7 dB -1,5 dB (-7, -1,5 dB). Seringkali hal ini disebabkan oleh kerugian elektronik dan material di sekitar antena. Material-material ini cenderung menyerap sebagian daya radiasi. Energi tersebut diubah menjadi energi panas dan tidak ada radiasi. Hal ini mengurangi efisiensi antena. Antena radio mobil dapat beroperasi pada frekuensi radio AM dengan efisiensi antena 0,01. [Ini adalah 1% atau -20 dB.] Ketidakefisienan ini disebabkan karena antena lebih kecil dari setengah panjang gelombang pada frekuensi operasi. Hal ini sangat mengurangi efisiensi antena. Sambungan nirkabel dipertahankan karena menara siaran AM menggunakan daya transmisi yang sangat tinggi.
Kerugian akibat ketidaksesuaian impedansi dibahas di bagian Bagan Smith dan Pencocokan Impedansi. Pencocokan impedansi dapat sangat meningkatkan efisiensi antena.
Penguatan antena
Penguatan antena jangka panjang menggambarkan seberapa banyak daya yang ditransmisikan pada arah radiasi puncak, relatif terhadap sumber isotropik. Penguatan antena lebih umum dicantumkan dalam lembar spesifikasi antena. Penguatan antena penting karena memperhitungkan kerugian aktual yang terjadi.
Antena dengan penguatan 3 dB berarti daya yang diterima dari antena tersebut 3 dB lebih tinggi daripada daya yang akan diterima dari antena isotropik tanpa rugi dengan daya masukan yang sama. 3 dB setara dengan dua kali daya yang diberikan.
Penguatan antena terkadang dibahas sebagai fungsi arah atau sudut. Namun, ketika satu angka menentukan penguatan, maka angka tersebut adalah penguatan puncak untuk semua arah. Huruf "G" pada penguatan antena dapat dibandingkan dengan direktivitas huruf "D" pada jenis futuristik.
[Persamaan 3]
Penguatan antena sebenarnya, yang bisa setinggi parabola satelit yang sangat besar, adalah 50 dB. Direktivitasnya bisa serendah 1,76 dB seperti antena sebenarnya (seperti antena dipol pendek). Arah pancaran tidak pernah kurang dari 0 dB. Namun, penguatan puncak antena bisa sangat kecil. Hal ini disebabkan oleh kerugian atau inefisiensi. Antena kecil secara elektrik adalah antena yang relatif kecil yang beroperasi pada panjang gelombang frekuensi di mana antena tersebut beroperasi. Antena kecil bisa sangat tidak efisien. Penguatan antena seringkali di bawah -10 dB, bahkan ketika ketidaksesuaian impedansi tidak diperhitungkan.
Waktu posting: 16 November 2023
