Efisiensi suatuantenamengacu pada kemampuan antena untuk mengubah energi listrik masukan menjadi energi radiasi. Dalam komunikasi nirkabel, efisiensi antena memiliki dampak penting pada kualitas transmisi sinyal dan konsumsi daya.
Efisiensi antena dapat dinyatakan dengan rumus berikut:
Efisiensi = (Daya terpancar / Daya masukan) * 100%
Di antara mereka, Daya terpancar adalah energi elektromagnetik yang diradiasikan oleh antena, dan Daya masukan adalah energi listrik yang dimasukkan ke antena.
Efisiensi antena dipengaruhi oleh banyak faktor, termasuk desain antena, bahan, ukuran, frekuensi pengoperasian, dll. Secara umum, semakin tinggi efisiensi antena, semakin efektif antena tersebut dapat mengubah energi listrik masukan menjadi energi radiasi, sehingga meningkatkan kualitas transmisi sinyal dan mengurangi konsumsi daya.
Oleh karena itu, efisiensi merupakan pertimbangan penting saat merancang dan memilih antena, terutama dalam aplikasi yang memerlukan transmisi jarak jauh atau memiliki persyaratan ketat pada konsumsi daya.
1. Efisiensi antena
Gambar 1
Konsep efisiensi antena dapat didefinisikan menggunakan Gambar 1.
Efisiensi antena total e0 digunakan untuk menghitung rugi-rugi antena pada input dan di dalam struktur antena. Mengacu pada Gambar 1(b), rugi-rugi ini mungkin disebabkan oleh:
1. Refleksi akibat ketidaksesuaian antara saluran transmisi dan antena;
2. Kerugian konduktor dan dielektrik.
Efisiensi antena total dapat diperoleh dari rumus berikut:
Dengan kata lain, efisiensi total = hasil kali efisiensi ketidaksesuaian, efisiensi konduktor, dan efisiensi dielektrik.
Biasanya sangat sulit untuk menghitung efisiensi konduktor dan efisiensi dielektrik, tetapi keduanya dapat ditentukan melalui eksperimen. Akan tetapi, eksperimen tidak dapat membedakan kedua kerugian tersebut, sehingga rumus di atas dapat ditulis ulang sebagai:
ecd adalah efisiensi radiasi antena dan Γ adalah koefisien refleksi.
2. Keuntungan dan Keuntungan yang Direalisasikan
Metrik lain yang berguna untuk menggambarkan kinerja antena adalah gain. Meskipun gain antena terkait erat dengan direktivitas, gain merupakan parameter yang memperhitungkan efisiensi dan direktivitas antena. Direktivitas adalah parameter yang hanya menggambarkan karakteristik arah antena, sehingga hanya ditentukan oleh pola radiasi.
Penguatan antena pada arah tertentu didefinisikan sebagai "4π kali rasio intensitas radiasi pada arah tersebut terhadap daya masukan total." Jika tidak ada arah yang ditentukan, penguatan pada arah radiasi maksimum umumnya diambil. Oleh karena itu, secara umum ada:
Secara umum, ini mengacu pada penguatan relatif, yang didefinisikan sebagai "rasio penguatan daya dalam arah tertentu terhadap daya antena referensi dalam arah referensi". Daya masukan ke antena ini harus sama. Antena referensi dapat berupa vibrator, horn, atau antena lainnya. Dalam kebanyakan kasus, sumber titik non-directional digunakan sebagai antena referensi. Oleh karena itu:
Hubungan antara total daya radiasi dan total daya masukan adalah sebagai berikut:
Menurut standar IEEE, "Gain tidak mencakup kerugian karena ketidaksesuaian impedansi (kerugian refleksi) dan ketidaksesuaian polarisasi (kerugian)." Ada dua konsep gain, satu disebut gain (G) dan yang lainnya disebut gain yang dapat dicapai (Gre), yang memperhitungkan kerugian refleksi/ketidaksesuaian.
Hubungan antara gain dan directivity adalah:
Jika antena benar-benar sesuai dengan saluran transmisi, artinya, impedansi masukan antena Zin sama dengan impedansi karakteristik Zc saluran (|Γ| = 0), maka penguatan dan penguatan yang dapat dicapai adalah sama (Gre = G).
Untuk mempelajari lebih lanjut tentang antena, silakan kunjungi:
Waktu posting: 14-Jun-2024
