Energieumwandlung von Antennen

　　Die Energieumwandlung von Antennen ist ein grundlegender Aspekt des Antennenbetriebs，Spielt eine entscheidende Rolle in drahtlosen Kommunikationssystemen。

　　Umwandlung von elektromagnetischen Wellen in elektrische Signale

　　Am Empfangsende，Antenne erfasst elektromagnetische Wellen aus der Umgebung。Diese Wellen verbreiten sich im Raum in Form von elektromagnetischer Energie。Wenn elektromagnetische Wellen mit Antennen interagieren，Sie induzieren Strom innerhalb der Antennenstruktur。Dieser Prozess basiert auf Faradays Gesetz der elektromagnetischen Induktion。zum Beispiel，In einer einfachen Dipolantenne，Das elektrische Wechselfeld einfallender elektromagnetischer Wellen kann elektronische Schwingungen in Antennenleitern verursachen。Diese Oszillation erzeugt Wechselstrom.，Anschließend an die Empfängerschaltung übertragen.。Die Umwandlungseffizienz von elektromagnetischer Wellenenergie in elektrische Signalenergie hängt von mehreren Faktoren ab，Zum Beispiel Antennendesign、Größe und Frequenz der Eingangswellen。Eine gut konzipierte Antenne kann den Großteil der einfallenden elektromagnetischen Energie effektiv erfassen，Und es in ein elektrisches Signal umwandeln, das der Empfänger verarbeiten kann。

　　Umwandlung von elektrischen Signalen in elektromagnetische Wellen

　　Gegenüber，Auf der Startseite，Die Antenne hat die umgekehrte Funktion.。Es empfängt elektrische Signale.(Elektronenstrom mit spezifischer Frequenz und Amplitude)，und sie in elektromagnetische Wellen umwandeln.。Der Strom, der durch die Antenne fließt, erzeugt ein oszillierendes Magnetfeld um die Antenne。Nach der Maxwell-Gleichung，Das oszillierende Magnetfeld erzeugt wiederum ein oszillierendes elektrisches Feld，Beide zusammen bilden elektromagnetische Wellen, die nach außen in den Weltraum ausstrahlen。Die Leistung des elektrischen Signaleingangs zur Antenne bestimmt die Intensität der ausgestrahlten elektromagnetischen Wellen。Für Hochleistungssender，Eine große Menge elektrischer Energie wird in elektromagnetische Wellenenergie umgewandelt，Sicherstellung der Fernkommunikation。jedoch，Der Konvertierungsprozess kann auch einige Verluste verursachen。Diese Verluste können durch Faktoren wie den Widerstand des Antennenleiters verursacht werden，Es wird einen Teil der elektrischen Energie in Form von Wärme ableiten，Dadurch wird die Gesamteffizienz der Energieumwandlung von elektrischen Signalen zu elektromagnetischen Wellen reduziert。

　　Faktoren, die die Energieeffizienz beeinflussen

　　Die Energieeffizienz einer Antenne wird durch verschiedene Faktoren beeinflusst。Impedanz Matching zwischen Antenne und Sender oder Empfänger ist entscheidend。Wenn die Impedanz der Antenne nicht mit der Impedanz des angeschlossenen Schaltkreises übereinstimmt，Eine große Menge an elektrischer Energie wird zurück reflektiert，Dadurch wird die zur Umwandlung verfügbare Energie reduziert。Materialeigenschaften der Antenne，Zum Beispiel seine Leitfähigkeit und dielektrische Konstante，Auch spielt eine gewisse Rolle.。Materialien mit hoher Leitfähigkeit können Widerstandsverluste bei Energieumwandlungsprozessen reduzieren。zusätzlich，Das Strahlungsmuster und die Richtung einer Antenne können ihre Effizienz bei der Erfassung oder Ausstrahlung elektromagnetischer Energie beeinflussen。Antennen mit stark gerichteten Strahlungsmustern können in bestimmten Richtungen effizienter sein，Aber der Wirkungsgrad ist in anderen Richtungen geringer。

　　Orientierte Strahlungsantenne

　　Richtstrahlungsantenne zielt darauf ab, elektromagnetische Wellen in einer bestimmten Richtung auszustrahlen oder zu empfangen，Dies hat mehrere Vorteile in der drahtlosen Kommunikation。

　　Prinzip der gerichteten Strahlung

　　Das Arbeitsprinzip der gerichteten Strahlungsantenne basiert auf den Prinzipien der konstruktiven Interferenz und destruktiven Interferenz。Durch sorgfältiges Anordnen mehrerer Antennenelemente oder durch Verwendung speziell entwickelter Antennenstrukturen，Kann Störungen zwischen elektromagnetischen Wellen verursachen, die von verschiedenen Teilen der Antenne gesendet oder empfangen werden，Dadurch wird das Signal in die gewünschte Richtung verstärkt，Und Signale in andere Richtungen aufheben。zum Beispiel，In Yagi-Ueda Antenne(Eine gängige Orientierungsantenne)Mitte，Es ist eine Antriebskomponente direkt mit dem Sender oder Empfänger verbunden，und mehrere Parasiten.(Leiter und Reflektoren)。Das Führungselement dient zur Führung elektromagnetischer Wellen in Vorwärtsrichtung，Und das Reflektorelement reflektiert die Welle zurück in die Vorwärtsrichtung。Dies führt zu einem konzentrierten Muster positiver Strahlungsrichtung，Dadurch erhöht sich die Verstärkung der Antenne in diese Richtung。