Skilvirkniloftnetvísar til getu loftnetsins til að umbreyta inntaksraforku í geislaða orku. Í þráðlausum samskiptum hefur skilvirkni loftnetsins mikilvæg áhrif á gæði merkjasendingar og orkunotkun.
Hægt er að tákna skilvirkni loftnetsins með eftirfarandi formúlu:
Nýtni = (Geislunarafl / Inntaksafl) * 100%
Meðal þeirra er geislunarorka rafsegulorkan sem loftnetið geislar frá sér og inntaksafl er raforkan sem loftnetið færir inn.
Margir þættir hafa áhrif á skilvirkni loftnets, þar á meðal hönnun loftnets, efni, stærð, rekstrartíðni o.s.frv. Almennt séð, því meiri sem skilvirkni loftnetsins er, því skilvirkari getur það umbreytt inntaksraforku í geislaða orku, og þar með bætt gæði merkjasendingarinnar og dregið úr orkunotkun.
Þess vegna er skilvirkni mikilvægur þáttur við hönnun og val á loftnetum, sérstaklega í forritum sem krefjast langdrægrar sendingar eða hafa strangar kröfur um orkunotkun.
1. Skilvirkni loftnets
Mynd 1
Hugtakið loftnetsnýting er hægt að skilgreina með því að nota mynd 1.
Heildarnýtni loftnetsins e0 er notuð til að reikna út loftnetstap við inntakið og innan loftnetsbyggingarinnar. Með vísan til myndar 1(b) geta þessi tap stafað af:
1. Endurskin vegna ósamræmis milli sendingarlínunnar og loftnetsins;
2. Tap í leiðara og rafsvörun.
Heildarnýtni loftnetsins má fá með eftirfarandi formúlu:
Það er að segja, heildarnýtni = margfeldi misræmisnýtni, leiðaranýtni og rafsvörunarnýtni.
Það er yfirleitt mjög erfitt að reikna út leiðaranýtni og rafsvörunarnýtni, en hægt er að ákvarða þær með tilraunum. Tilraunir geta þó ekki greint á milli þessara tveggja töpa, þannig að ofangreinda formúlu má umrita sem:
ecd er geislunarnýtni loftnetsins og Γ er endurskinsstuðullinn.
2. Hagnaður og innleystur hagnaður
Annar gagnlegur mælikvarði til að lýsa afköstum loftnets er ávinningur. Þó að ávinningur loftnets sé nátengdur stefnuvirkni, þá er það breyta sem tekur mið af bæði skilvirkni og stefnuvirkni loftnetsins. Stefnuvirkni er breyta sem lýsir aðeins stefnueiginleikum loftnets, þannig að hún er aðeins ákvörðuð af geislunarmynstri.
Hagnaður loftnets í tiltekinni átt er skilgreindur sem „4π sinnum hlutfall geislunarstyrkleikans í þeirri átt og heildarinntaksaflsins.“ Þegar engin stefna er tilgreind er hagnaðurinn í átt að hámarksgeislun almennt tekinn. Þess vegna er almennt:
Almennt vísar þetta til hlutfallslegs ávinnings, sem er skilgreindur sem „hlutfall ávinnings í tiltekna átt og afls viðmiðunarloftnets í viðmiðunarátt“. Inntaksafl loftnetsins verður að vera jafnt. Viðmiðunarloftnetið getur verið titrari, lúður eða annað loftnet. Í flestum tilfellum er óstefnubundin punktgjafi notuð sem viðmiðunarloftnet. Þess vegna:
Sambandið milli heildarútgeislunarafls og heildarinntaksafls er sem hér segir:
Samkvæmt IEEE staðlinum „innifelur hagnaður ekki tap vegna ósamræmis í viðnámi (endurskinstap) og ósamræmis í skautun (tap).“ Það eru tvö hugtök um hagnað, annað kallast hagnaður (G) og hitt kallast raunhæfur hagnaður (Gre), sem tekur tillit til taps í endurskini/ósamræmi.
Sambandið milli ávinnings og stefnuvirkni er:
Ef loftnetið er fullkomlega tengt við sendingarlínuna, þ.e. ef inngangsviðnám loftnetsins Zin er jafnt einkennandi viðnámi Zc línunnar (|Γ| = 0), þá eru ávinningurinn og náanlegi ávinningurinn jöfn (Gre = G).
Til að læra meira um loftnet, vinsamlegast farðu á:
Birtingartími: 14. júní 2024
