У цьому розділі розглядаються параметри випромінювальних променів антени, які допомагають нам зрозуміти технічні характеристики променя.
Площа променя
Згідно зі стандартним визначенням: «Якщо інтенсивність випромінювання P(θ,ϕ) залишається на своєму максимальному значенні під тілесним кутом ΩA і дорівнює нулю в інших місцях, то площа променя — це тілесний кут, через який проходить вся потужність, що випромінюється антеною».
Випромінюваний промінь антени випромінюється в межах певного тілесного кута, де інтенсивність випромінювання максимальна. Цей тілесний кут називається площею променя та позначається ΩA.
У межах цього тілесного кута ΩA інтенсивність випромінювання P(θ,ϕ) повинна бути постійною та максимальною, а в інших місцях дорівнювати нулю. Отже, загальна випромінювана потужність визначається за формулою:
Випромінювана потужність=P(θ,ϕ)⋅ΩA(вати)
Кут променя зазвичай відноситься до тілесного кута між точками половинної потужності головного пелюстка.
Математичний вираз
Математичний вираз для площі балки:
де диференціальний тілесний кут дорівнює:
dΩ=sinθdθdϕ
Тут Pn(θ,ϕ) – це нормована інтенсивність випромінювання.
• ΩA позначає кут просторового променя (площу променя).
• θ є функцією кутового положення.
• ϕ є функцією радіальної відстані.
Одиниця
Одиницею площі балки єстерадіан (ср).
Ефективність променя
Згідно зі стандартним визначенням: «Ефективність променя – це відношення площі променя головного променя до загальної площі випромінюваного променя».
Енергія, що випромінюється антеною, залежить від її спрямованості. Напрямок, у якому антена випромінює найбільшу потужність, має найвищий ККД, тоді як частина енергії втрачається в бічних пелюстках. Відношення максимальної випромінюваної енергії в головному промені до загальної випромінюваної енергії з мінімальними втратами називається ККД променя.
Математичний вираз
Математичний вираз для ефективності променя:
де
•ηB – коефіцієнт корисної дії променя (безрозмірний),
• ΩMB – це просторовий кут (площа променя) головного променя,
• ΩA – це тілесний кут повного випромінюваного променя.
Поляризація антени
Антени можуть бути розроблені з різною поляризацією відповідно до вимог застосування, наприклад, лінійною або круговою поляризацією. Тип поляризації визначає характеристики променя та стан поляризації антени під час прийому або передачі.
Лінійна поляризація
Під час передачі або прийому електромагнітної хвилі напрямок її поширення може змінюватися. Лінійно поляризована антена утримує вектор електричного поля обмеженим фіксованою площиною, тим самим концентруючи енергію в певному напрямку, пригнічуючи інші напрямки. Отже, лінійна поляризація допомагає покращити спрямованість антени.
Кругова поляризація
У циркулярно поляризованій хвилі вектор електричного поля обертається з часом, причому його ортогональні компоненти мають однакову амплітуду та зміщені по фазі на 90°, що призводить до відсутності фіксованого напрямку. Циркулярна поляризація ефективно пом'якшує ефекти багатопроменевості і тому широко використовується в супутниковому зв'язку, такому як GPS.
Горизонтальна поляризація
Горизонтально поляризовані хвилі більш схильні до відбиття від поверхні Землі, що призводить до ослаблення сигналу, особливо на частотах нижче 1 ГГц. Горизонтальна поляризація зазвичай використовується для передачі телевізійного сигналу для досягнення кращого співвідношення сигнал/шум.
Вертикальна поляризація
Вертикально поляризовані низькочастотні хвилі є вигідними для поширення наземних хвиль. Порівняно з горизонтальною поляризацією, вертикально поляризовані хвилі менше зазнають впливу поверхневих відбиттів і тому широко використовуються в мобільному зв'язку.
Кожен тип поляризації має свої переваги та обмеження. Розробники радіочастотних систем можуть вільно вибирати відповідну поляризацію відповідно до конкретних системних вимог.
Щоб дізнатися більше про антени, відвідайте:
Час публікації: 24 квітня 2026 р.
