У діаграмі спрямованості антени головний пелюстка являє собою головний промінь антени, через який випромінюється максимальна та найбільш концентрована енергія.
Ширина променя – це кутова ширина апертури, через яку випромінюється більша частина потужності. Двома основними параметрами, що використовуються для характеристики ширини променя, є ширина променя половинної потужності (HPBW) та ширина першого нульового променя (FNBW).
Ширина променя половинної потужності (HPBW)
Згідно зі стандартним визначенням, кутова відстань, за якої амплітуда діаграми спрямованості падає на 50% (тобто -3 дБ) від піку головної пелюстки, називається шириною променя половинної потужності.
Іншими словами, ширина променя – це область, в якій антена випромінює більшу частину своєї потужності, що відповідає області поблизу пікової потужності. Ширина променя половинної потужності – це кутовий діапазон, у якому відносна потужність в ефективному полі випромінювання антени перевищує 50% пікової потужності.
Геометрична інтерпретація HPBW
На діаграмі спрямованості проведіть лінію від початку координат до кожної сторони головної пелюстки в точках половинної потужності. Кут між цими двома векторами – це ширина променя половинної потужності (HPBW). Наступний малюнок допомагає проілюструвати цю концепцію.
На рисунку показано головний пелюсток антени та точки половинної потужності на головному пелюстці.
Математичний вираз
Приблизна формула для ширини променя половинної потужності:
де:
•λ – робоча довжина хвилі,
•D – розмір апертури антени (зазвичай діаметр або довжина сторони).
Одиницею вимірювання ширини променя половинної потужності (HPBW) є радіан або градус.
Перша нульова ширина променя (FNBW)
Згідно зі стандартним визначенням, кутова відстань між першими нулями, що прилягають до головної пелюстки, називається шириною променя першого нуля.
Простими словами, FNBW – це кутовий проміжок між першими нулями шаблону з обох боків головного променя.
Геометрична інтерпретація FNBW
Від початку діаграми спрямованості проведіть лінії, дотичні до головного променя з кожного боку. Кут між цими двома дотичними лініями і є першою шириною нульового променя (FNBW). Наступний малюнок допомагає чіткіше проілюструвати цю концепцію.
На рисунку вище показано ширину променя половинної потужності (HPBW) та першу ширину нульового променя (FNBW) на діаграмі спрямованості, із зазначенням головної та бічних пелюсток.
Математичний вираз
Зв'язок між першою нульовою шириною променя (FNBW) та шириною променя половинної потужності (HPBW) можна приблизно визначити як:
Підставляючи HPBW ≈ 70λ/D, отримуємо:
де λ – довжина хвилі, а D – розмір апертури антени.
Одиниця
Одиницею вимірювання ширини першого нульового променя (FNBW) є радіан (рад) або градус (°).
Ефективна довжина та ефективна площа
Серед параметрів антени ефективна довжина та ефективна площа також є важливими показниками, які допомагають оцінити продуктивність антени.
Ефективна довжина
Ефективна довжина антени використовується для характеристики її поляризаційної ефективності.
ВизначенняЕфективна довжина – це відношення амплітуди напруги холостого ходу на виводах приймальної антени до амплітуди напруженості падаючого електричного поля в тому ж напрямку поляризації, що й антена. Коли падаюча хвиля досягає входу антени, вона має певну напруженість електричного поля, амплітуда якої залежить від поляризації антени. Ця поляризація повинна відповідати амплітуді напруги на виводах приймача для оптимального прийому сигналу.
Математичний вираз
Математичний вираз для ефективної довжини:
де:
•le – ефективна довжина антени,
•Voc – амплітуда напруги холостого ходу на клемах приймальної антени,
•Ei – це амплітуда напруженості падаючого електричного поля в тому ж напрямку поляризації, що й антена.
Ефективна площа
Визначення: Ефективна площа – це частина площі приймальної антени, яка поглинає енергію падаючого хвильового фронту та перетворює її на електричний сигнал; вона зазвичай менша за площу фізичної апертури антени.
Під час прийому вся фізична площа антени піддається впливу падаючого електромагнітного хвильового фронту, але лише її частина ефективно вловлює сигнал. Ця частина називається ефективною площею.
Причина, чому використовується лише частина енергії хвильового фронту, полягає в тому, що частина падаючої хвилі розсіюється антеною, тоді як інша частина може розсіюватися у вигляді тепла. Тому за ідеальних умов без втрат площа, яка, помножена на густину потужності падаючого випромінювання, дає максимально можливу потужність від антени, називається ефективною площею.
Ефективну площу зазвичай позначають якАефф.
Щоб дізнатися більше про антени, відвідайте:
Час публікації: 30 квітня 2026 р.
