天线参数之辐射效率

PASTERNACK 2025-02-16 19:58:23

在无线通信系统中,天线通过传输无线电波,在不需要传输线的情况下,将信息传送至一定距离。影响无线通信系统性能的一个关键参数是天线辐射效率。今天我们就来了解天线辐射效率的影响因素。

一、定义

辐射效率用于确定实现特定性能水平所需的功率,该参数为天线功率效率的有效度量值,表示天线对馈送至端口的功率的利用能力。天线的辐射效率的定义即指的是传递至天线上的功率与天线辐射出的功率的比率。

GPS无源双频天线, 1.22 GHz 至1.58 GHz ,标称 6 dBic增益 N 型母头 输入连接器

二、影响因素

反射损失:当天线与馈电结构(如同轴电缆)之间存在阻抗不匹配时,会发生反射损失。如果天线的阻抗与馈电线不匹配,部分输入功率将被反射回去,而不是被天线吸收,从而导致辐射效率降低。

导体损失:当电流通过天线金属组件时,由于导体材料中的电阻,一些能量会以热量形式损失。由于皮肤效应(高频电流倾向于在导体表面流动),这种损失在频率升高时会增加,从而导致有效电阻增大。

介质损失:在使用介质材料(如印刷电路板天线)构建的天线中,由于介质加热,一些能量可能会损失。介质损失因材料特性和频率而异,影响整体效率。

多频带扇形天线,12 dBi,N型连接器

天线设计:天线的几何形状和尺寸在决定其辐射效率方面起着重要作用。例如,紧凑型天线可能由于表面积和电流分布差异而具有不同的效率特征。

频率依赖性:随着频率变化,辐射效率可能显著变化,这与阻抗匹配、导体损失和介质特性有关。在优化特定频段的天线时,设计师需考虑这些变化。

天线辐射效率是影响无线通信系统性能的重要参数,针对以上影响因素做出相应的对策,有助于工程师设计出更高性能的天线,进而影响无线通信系统。

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