Efektywność apertury anteny tubowej lub reflektorowej to stosunek efektywnej apertury do apertury fizycznej. Wzór zwykle wygląda następująco: $$ \ epsilon_ {ap} = \ frac {A_e} {A_p} $$ Sprawność apertury to bezwymiarowa liczba, zwykle podawana w procentach, a $ A_e $ to efektywna apertura, a $ A_p $ to apertura fizyczna.

W przypadku anten tubowych i reflektorowych, sprawność apertury zwykle mieści się w zakresie od 50 do 80 procent.

Zakładam, że OP rozumie aperturę anteny. Efektywna apertura jest zwykle mniejsza niż apertura fizyczna, ponieważ pole $ E $ nie jest jednorodne w całej aperturze fizycznej. Efektywna apertura i fizyczna apertura są specyficzne dla każdego rodzaju (z wymiarami) anten tubowych i reflektorowych.

Efektywność apertury mówi ci, jaki procent mocy padającej na antenę jest dostępny w punkcie zasilania.

Koncepcja „mocy padającej na antenę” jest nieco dziwna. Więc cofnijmy się o krok i rozważmy coś bardziej widocznego, na przykład kartkę papieru. W dowolnym momencie pewna ilość światła pada na tę kartkę papieru. Możemy zwiększyć ilość światła padającego na papier, powiększając papier lub świecąc na niego jaśniejszymi światłami. Mówiąc dokładniej, całe światło padające na kartkę papieru nazywane jest natężeniem światła mierzonym w kandelach. Jasność światła na papierze nazywana jest luminancją, czyli natężeniem światła na jednostkę powierzchni, mierzonym w kandelach na metr kwadratowy.

Kandela to jednostka fotometryczna: zajmuje pod uwagę tylko widzialne (przez człowieka) promieniowanie elektromagnetyczne. Analogiczna jednostka, która bierze pod uwagę całe promieniowanie elektromagnetyczne, jest znana: jest to waty.

Rozważmy teraz reflektor odbiorczy lub antenę tubową. W zależności od mocy, wzmocnienia i odległości nadajnika, na antenie odbiorczej będzie występować pewne natężenie napromienienia, mierzone w watach na metr kwadratowy. To natężenie napromienienia pomnożone przez powierzchnię reflektora (zakładając, że jest skierowany we właściwym kierunku) daje moc w watach, teoretyczną moc przechwyconą przez antenę. Stosunek rzeczywistej mocy w punkcie zasilania do tej mocy teoretycznej to sprawność apertury.

Jest jeszcze jedna liczba, „efektywna apertura”, czyli obszar, który otrzymamy, jeśli przeprowadzimy te obliczenia w rewers: zacznij od rzeczywistej mocy w punkcie zasilania, a następnie oblicz obszar wymagany do przechwycenia takiej dużej mocy z nadajnika. Efektywna apertura to inny sposób wyrażania wzmocnienia:

$$ A_ \ text {eff} = {G \ lambda ^ 2 \ over 4 \ pi} \ tag {1} $$

gdzie:

• $ A_ \ text {eff} $ to efektywna apertura,
• $ G $ to wzmocnienie (jako współczynnik bez jednostek, a nie w dB) i
• $ \ lambda $ to długość fali.

Jeśli $ A_ \ text {phys} $ jest aperturą fizyczną, na przykład obszarem reflektora, to sprawność apertury to po prostu ratio:

$$ e_a = {A_ \ text {eff} \ over A_ \ text {phys}} \ tag {2} $$

Które możemy połączyć z równaniem 1 należy wyrazić jako wzmocnienie, a nie efektywną aperturę:

$$ e_a = {G \ lambda ^ 2 \ over 4 \ pi A_ \ text {phys}} \ tag {3} $$

Lub jeśli wzmocnienie jest wyrażone w decybelach i masz częstotliwość, a nie długość fali:

$$ e_a = {10 ^ {G_ \ text {dB} / 10} \: c ^ 2 \ ponad 4 \ pi \: A_ \ text {phys} \: f ^ 2} \ tag {4} $$

Jako przykład, znajdźmy dowolną antenę w Internecie ze specyfikacjami:

• 2,4 GHz
• 24 cale (powierzchnia 0,2235 m2)
• 21 dBi

Zatem z równania 4, efektywność apertury tej anteny wynosi:

$$ e_a = {10 ^ {21 \ mathrm {dBi} / 10} \: c ^ 2 \ over 4 \ pi \: 0.2235 \: \ mathrm {m} ^ 2 \: (2.4 \: \ mathrm {GHz}) ^ 2} = 70 \% $$

To znaczy 70% mocy h Oznacza to, że 24-calowy odbłyśnik jest dostępny w punkcie zasilania, podczas gdy pozostałe 30% jest tracone. Straty mogą być spowodowane przez:

• róg podajnika i jego konstrukcja wsporcza zacieniająca szalkę
• dyfrakcja wokół krawędzi szalki
• mniej niż idealne skupienie i odbijalność naczynia
• nieefektywność samego feedhorn'a