अँटेनाची कार्यक्षमता ही अँटेनाला पुरवलेली शक्ती आणि अँटेनाद्वारे उत्सर्जित होणारी शक्ती यांच्याशी संबंधित असते. एक अत्यंत कार्यक्षम अँटेना, त्याला मिळालेल्या ऊर्जेपैकी बहुतेक ऊर्जा उत्सर्जित करतो. एक अकार्यक्षम अँटेना, अँटेनामध्येच वाया जाणारी बहुतेक शक्ती शोषून घेतो. इम्पेडन्स मिसमॅचमुळे (impedance mismatch) अकार्यक्षम अँटेनामधून बरीच ऊर्जा बाहेर परावर्तित होऊ शकते. अधिक कार्यक्षम अँटेनाच्या तुलनेत अकार्यक्षम अँटेनाची उत्सर्जित शक्ती कमी करा.
[टीप: अँटेनाच्या इम्पेडन्सची चर्चा पुढील प्रकरणात केली आहे. इम्पेडन्स मिसमॅच म्हणजे अँटेनामधून परावर्तित होणारी शक्ती, कारण इम्पेडन्सचे मूल्य चुकीचे असते. म्हणूनच याला इम्पेडन्स मिसमॅच म्हणतात.]
अँटेनामधील हानीचा प्रकार म्हणजे वहन हानी. अँटेनाच्या मर्यादित वाहकतेमुळे वहन हानी होते. हानीचा दुसरा प्रकार म्हणजे पराविद्युत हानी. अँटेनामधील पराविद्युत हानी ही पराविद्युत पदार्थातील वहनामुळे होते. अँटेनाच्या आत किंवा सभोवताली विद्युतरोधक पदार्थ असू शकतो.
अँटेनाच्या कार्यक्षमतेचे उत्सर्जित शक्तीशी असलेले गुणोत्तर अँटेनाच्या इनपुट पॉवर म्हणून लिहिले जाऊ शकते. हे समीकरण [1] आहे. याला रेडिएशन कार्यक्षमता किंवा अँटेना कार्यक्षमता असेही म्हणतात.
[समीकरण १]
कार्यक्षमता हे एक गुणोत्तर आहे. हे गुणोत्तर नेहमी 0 आणि 1 च्या दरम्यानची संख्या असते. कार्यक्षमता अनेकदा टक्केवारीमध्ये दिली जाते. उदाहरणार्थ, 0.5 ची कार्यक्षमता 50% पर्यंत समान असते. अँटेनाची कार्यक्षमता अनेकदा डेसिबल (dB) मध्ये देखील सांगितली जाते. 0.1 ची कार्यक्षमता 10% च्या बरोबर असते. हे -10 डेसिबल (-10 डेसिबल) च्या बरोबर असते. 0.5 ची कार्यक्षमता 50% च्या बरोबर असते. हे -3 डेसिबल (dB) च्या बरोबर असते.
पहिल्या समीकरणाला कधीकधी अँटेनाची रेडिएशन एफिशियन्सी (विकिरण कार्यक्षमता) म्हटले जाते. हे त्याला अँटेनाच्या टोटल इफेक्टिव्हनेस (एकूण परिणामकारकता) नावाच्या दुसऱ्या सामान्यपणे वापरल्या जाणाऱ्या संज्ञेपासून वेगळे करते. टोटल इफेक्टिव्ह एफिशियन्सी (एकूण परिणामकारक कार्यक्षमता) म्हणजे अँटेनाची रेडिएशन एफिशियन्सी गुणिले अँटेनाचे इम्पेडन्स मिसमॅच लॉस (प्रतिबाधा विसंगती हानी). जेव्हा अँटेना ट्रान्समिशन लाइन किंवा रिसीव्हरला भौतिकरित्या जोडलेला असतो तेव्हा इम्पेडन्स मिसमॅच लॉस होतात. याचा सारांश सूत्र [2] मध्ये दिला आहे.
[समीकरण २]
सूत्र [2]
इम्पेडन्स मिसमॅचमुळे होणारे नुकसान नेहमी 0 आणि 1 च्या दरम्यान असते. त्यामुळे, अँटेनाची एकूण कार्यक्षमता ही रेडिएशन कार्यक्षमतेपेक्षा नेहमीच कमी असते. पुन्हा सांगायचे झाल्यास, जर कोणतेही नुकसान होत नसेल, तर रेडिएशन कार्यक्षमता ही इम्पेडन्स मिसमॅचमुळे होणाऱ्या एकूण अँटेना कार्यक्षमतेइतकीच असते.
कार्यक्षमता सुधारणे हे अँटेनाच्या सर्वात महत्त्वाच्या मापदंडांपैकी एक आहे. सॅटेलाइट डिश, हॉर्न अँटेना किंवा त्याच्या सभोवताली कोणतेही ऊर्जा-ऱ्हास करणारे साहित्य नसल्यास, अर्ध्या तरंगलांबीच्या डायपोल अँटेनाची कार्यक्षमता १००% च्या अगदी जवळ असू शकते. सेल फोन अँटेना किंवा ग्राहक इलेक्ट्रॉनिक्स अँटेनाची कार्यक्षमता साधारणपणे २०% ते ७०% असते. हे -७ dB ते -१.५ dB (-७, -१.५ dB) च्या समतुल्य आहे. हे अनेकदा अँटेनाच्या सभोवतालच्या इलेक्ट्रॉनिक्स आणि साहित्यामुळे होणाऱ्या ऊर्जा-ऱ्हासामुळे होते. हे साहित्य उत्सर्जित होणारी काही ऊर्जा शोषून घेते. या ऊर्जेचे उष्णता ऊर्जेमध्ये रूपांतर होते आणि कोणतेही उत्सर्जन होत नाही. यामुळे अँटेनाची कार्यक्षमता कमी होते. कार रेडिओ अँटेना ०.०१ च्या अँटेना कार्यक्षमतेसह AM रेडिओ फ्रिक्वेन्सीवर कार्य करू शकतात. [हे १% किंवा -२० dB आहे.] ही अकार्यक्षमता यासाठी असते कारण कार्यरत फ्रिक्वेन्सीवर अँटेना अर्ध्या तरंगलांबीपेक्षा लहान असतो. यामुळे अँटेनाची कार्यक्षमता मोठ्या प्रमाणात कमी होते. वायरलेस लिंक्स टिकून राहतात कारण AM ब्रॉडकास्ट टॉवर्स खूप जास्त ट्रान्समिट पॉवर वापरतात.
इम्पेडन्स मिसमॅचमुळे होणाऱ्या हानीची चर्चा स्मिथ चार्ट आणि इम्पेडन्स मॅचिंग या विभागांमध्ये केली आहे. इम्पेडन्स मॅचिंगमुळे अँटेनाची कार्यक्षमता मोठ्या प्रमाणात सुधारू शकते.
अँटेना गेन
दीर्घकालीन अँटेना गेन हे एका आयसोट्रॉपिक स्रोताच्या तुलनेत, सर्वाधिक विकिरण दिशेत किती शक्ती प्रसारित होते याचे वर्णन करते. अँटेना गेन सामान्यतः अँटेनाच्या स्पेसिफिकेशन शीटमध्ये नमूद केलेला असतो. अँटेना गेन महत्त्वाचा आहे कारण त्यात प्रत्यक्ष होणाऱ्या हानीचा विचार केलेला असतो.
३ डीबी गेन असलेल्या अँटेनाचा अर्थ असा आहे की, समान इनपुट पॉवर असलेल्या लॉसलेस आयसोट्रॉपिक अँटेनापेक्षा या अँटेनामधून मिळणारी पॉवर ३ डीबीने जास्त असते. ३ डीबी म्हणजे पॉवर सप्लाय दुप्पट होण्यासारखे आहे.
अँटेना गेनवर कधीकधी दिशा किंवा कोनाच्या संदर्भात चर्चा केली जाते. तथापि, जेव्हा गेन एकाच संख्येने निर्दिष्ट केला जातो, तेव्हा ती संख्या सर्व दिशांसाठी सर्वोच्च गेन असते. अँटेना गेनच्या 'G' ची तुलना भविष्यकालीन प्रकारच्या 'D' च्या दिशात्मकतेशी केली जाऊ शकते.
[समीकरण ३]
एका खऱ्या अँटेनाचा गेन, जो एका मोठ्या सॅटेलाइट डिशइतका जास्त असू शकतो, ५० डीबी असतो. एका खऱ्या अँटेनाप्रमाणे (जसे की एक छोटा डायपोल अँटेना) डायरेक्टिव्हिटी १.७६ डीबी इतकी कमी असू शकते. डायरेक्शनॅलिटी कधीही ० डीबी पेक्षा कमी असू शकत नाही. तथापि, अँटेनाचा कमाल गेन अनियंत्रितपणे कमी असू शकतो. हे हानी किंवा अकार्यक्षमतेमुळे होते. विद्युतदृष्ट्या लहान अँटेना हे तुलनेने लहान अँटेना असतात जे अँटेना ज्या फ्रिक्वेन्सीवर कार्य करतो, त्या फ्रिक्वेन्सीच्या तरंगलांबीवर कार्य करतात. लहान अँटेना खूप अकार्यक्षम असू शकतात. इम्पेडन्स मिसमॅच विचारात न घेताही, अँटेनाचा गेन अनेकदा -१० डीबी पेक्षा कमी असतो.
पोस्ट करण्याची वेळ: १६ नोव्हेंबर २०२३
