Teoria dell'antenna: raggio e polarizzazione
Questo capitolo tratta i parametri del fascio irradiato dell'antenna. Questi parametri ci aiutano a conoscere le specifiche del raggio.
Area del fascio
Secondo la definizione standard, "l'area del fascio è l'angolo solido attraverso il quale tutta la potenza irradiata dall'antenna fluirebbe se P (θ, Ø) manteneva il suo valore massimo su Ω A ed era zero altrove".
Il raggio irradiato dell'antenna esce da un angolo in corrispondenza dell'antenna, noto come angolo solido, dove l'intensità della radiazione di potenza è massima. Questosolid beam angle è definito come il beam area. È rappresentato daΩA.
L'intensità della radiazione P (θ, Ø) deve essere mantenuta costante e massima per tutto l'angolo del fascio solido Ω A , il suo valore è zero altrove.
$$ Potenza \ irradiata = P (\ theta, \ Phi) \ Omega_ {A} \: watts $$L'angolo del fascio è un insieme di angoli tra i punti di metà potenza del lobo principale.
Espressione matematica
L'espressione matematica per l'area del raggio è
$$ \ Omega_ {A} = \ int_ {0} ^ {2 \ pi} \ int_ {0} ^ {\ pi} P _ {\ pi} (\ theta, \ Phi) d \ Omega \ wattts $$ $$ d \ Omega = \ sin \ theta \ d \ theta \ d \ Phi \ watts $$Dove
- $ \ Omega_ {A} $ è l'angolo del fascio solido.
- $ \ theta $ è la funzione della posizione angolare.
- $ \ Phi $ è la funzione della distanza radiale.
Unità
L'unità dell'area del fascio è watts.
Efficienza del fascio
Secondo la definizione standard, "The beam efficiency indica il rapporto tra l'area del raggio del raggio principale e l'area totale del raggio irradiato. "
L'energia irradiata da un'antenna viene proiettata secondo la direttività dell'antenna. La direzione in cui un'antenna irradia più potenza ha la massima efficienza, mentre parte dell'energia viene persa nei lobi laterali. La massima energia irradiata dal raggio, con perdite minime, può essere definita comebeam efficiency.
Espressione matematica
L'espressione matematica per l'efficienza del raggio è:
$$ \ eta_ {B} = \ frac {\ Omega_ {MB}} {\ Omega_ {A}} $$Dove,
- $ \ eta_ {B} $ è l'efficienza del raggio.
- $ \ Omega_ {MB} $ è l'area del raggio del raggio principale.
- $ \ Omega_ {A} $ è l'angolo del fascio solido totale (area del fascio).
Polarizzazione dell'antenna
Un'antenna può essere polarizzata a seconda delle nostre esigenze. Può essere polarizzato linearmente o circolarmente. Il tipo di polarizzazione dell'antenna decide l'andamento del raggio e la polarizzazione alla ricezione o alla trasmissione.
Polarizzazione lineare
Quando un'onda viene trasmessa o ricevuta, può essere eseguita in direzioni diverse. Illinear polarizationdell'antenna aiuta a mantenere l'onda in una particolare direzione, evitando tutte le altre direzioni. Sebbene venga utilizzata questa polarizzazione lineare, il vettore del campo elettrico rimane sullo stesso piano. Quindi, usiamo questa polarizzazione lineare per migliorare ildirectivity dell'antenna.
Polarizzazione circolare
Quando un'onda è polarizzata circolarmente, il vettore del campo elettrico sembra essere ruotato con tutti i suoi componenti che perdono l'orientamento. La modalità di rotazione può anche essere diversa a volte. Tuttavia, utilizzandocircular polarization, l'effetto del multi-path viene ridotto e quindi viene utilizzato nelle comunicazioni satellitari come GPS.
Polarizzazione orizzontale
La polarizzazione orizzontale rende l'onda debole, poiché i riflessi dalla superficie terrestre la influenzano. Di solito sono deboli alle basse frequenze inferiori a 1 GHz.Horizontal polarization viene utilizzato nella trasmissione di TV signals per ottenere un migliore rapporto segnale / rumore.
Polarizzazione verticale
Le onde a bassa frequenza polarizzate verticalmente sono vantaggiose per la trasmissione delle onde di massa. Questi non sono influenzati dai riflessi superficiali come quelli polarizzati orizzontalmente. Quindi ilvertical polarization è usato per mobile communications.
Ogni tipo di polarizzazione ha i suoi vantaggi e svantaggi. Un progettista di sistemi RF è libero di selezionare il tipo di polarizzazione, in base ai requisiti del sistema.