КПД антенны

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

КПД антенны определяет различие коэффициента усиления (КУ) и коэффициента направленного действия антенны. КПД через КУ входит в уравнение дальности радиолокации и радиосвязи, а также влияет на шумовую температуру антенны.

Понятие КПД антенны удобно пояснить в режиме передачи: антенна потребляет от источника (например, радиопередатчика) электрическую 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 (электрический импеданс) [math]\displaystyle{ Z = R + jX }[/math] реальной антенны — величина комплексная, и активная мощность [math]\displaystyle{ P_0 }[/math], потребляемая антенной от источника, целиком рассеивается на активной составляющей [math]\displaystyle{ R }[/math] входного сопротивления. Условно в этой активной составляющей можно выделить две части, которые называют сопротивлением излучения [math]\displaystyle{ R_\Sigma }[/math] и сопротивлением потерь [math]\displaystyle{ R_\Pi }[/math]:

[math]\displaystyle{ R = R_\Sigma + R_\Pi }[/math]

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

[math]\displaystyle{ \eta = \frac{P_\Sigma}{P_0} = \frac{P_\Sigma}{P_\Sigma + P_\Pi} = \frac{R_\Sigma}{R_\Sigma + R_\Pi} }[/math]

Потери в заземлении

Для штыревых (монопольных) и других антенн, требующих заземления, имеют место потери на 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.