アンテナ理論-ビーム幅
この章では、アンテナの放射パターンにおけるもう1つの重要な要素について説明します。 beam width。アンテナの放射パターンでは、メインローブはアンテナのメインビームであり、アンテナから放射される最大かつ一定のエネルギーが流れます。
Beam widthは、ほとんどの電力が放射される場所からの開口角です。このビーム幅に関する2つの主な考慮事項は、ハーフパワービーム幅です。(HPBW) および最初のヌルビーム幅 (FNBW)。
ハーフパワービーム幅
標準の定義によれば、「放射パターンの大きさがメインビームのピークから50％（または-3dB）減少する角距離は、 Half Power Beam Width。」
言い換えると、ビーム幅は、ほとんどの電力が放射される領域であり、ピーク電力です。 Half power beam width は、アンテナの有効放射フィールドにおいて、相対電力がピーク電力の50％を超える角度です。
HPBWの表示
放射パターンの原点と主ローブの両側の半分のパワーポイントの間に線を引くと、これら2つのベクトル間の角度は次のように呼ばれます。 HPBW、パワービーム幅の半分。これは、次の図を参考にしてよく理解できます。
この図は、メジャーローブとHPBWのハーフパワーポイントを示しています。
数式
ハーフパワービーム幅の数式は次のとおりです。
$$ Half \：power \：Beam \：with = 70 \ lambda_ {/ D} $$どこ
$ \ lambda $は波長です（λ= 0.3 /周波数）。
D は直径です。
単位
HPBWの単位は radians または degrees。
最初のヌルビーム幅
標準の定義によれば、「メインローブに隣接する最初のパターンヌル間の角度スパンは、 First Null Beam Width。」
簡単に言うと、FNBWは、主ローブ上の放射パターンのヌルポイント間に描画されるメインビームから離れて引用された角距離です。
FNBWの表示
放射パターンの原点から開始して、メインビームに接するように、両側に接線を描画します。これらの2つの接線間の角度は、最初のヌルビーム幅として知られています。(FNBW)。
これは、次の図を使用するとよりよく理解できます。
上の画像は、ハーフパワービーム幅と最初のヌルビーム幅を示しており、マイナーローブとメジャーローブとともに放射パターンでマークされています。
数式
最初のヌルビーム幅の数式は次のとおりです。
$$ FNBW = 2 HPBW $$ $$ FNBW \：2 \ left（70 \ lambda / D \ right）\：= 140 \ lambda / D $$どこ
- $ \ lambda $は波長です（λ= 0.3 /周波数）。
- Dは直径です。
単位
FNBWの単位は radians または degrees。
有効長と有効面積
アンテナパラメータの中で、有効長と有効面積も重要です。これらのパラメータは、アンテナの性能を知るのに役立ちます。
有効長
アンテナ有効長は、アンテナの偏波効率を決定するために使用されます。
Definition−「 Effective length は、受信アンテナの開放端子の電圧の大きさと、アンテナの偏波と同じ方向での入射波面の電界強度の大きさの比率です。」
入射波がアンテナの入力端子に到達すると、この波にはある程度の電界強度があり、その大きさはアンテナの偏波に依存します。この分極は、受信機端子の電圧の大きさと一致する必要があります。
数式
有効長の数式は次のとおりです。
$$ l_ {e} = \ frac {V_ {oc}} {E_ {i}} $$どこ
$ l_ {e} $は有効な長さです。
$ V_ {oc} $は開回路電圧です。
$ E_ {i} $は、入射波の電界強度です。
有効面積
Definition −「Effective area は、入力波面からの電力の大部分を吸収する受信アンテナの面積から、波面にさらされるアンテナの総面積までです。」
受信中のアンテナの全領域は、着信電磁波に直面しますが、アンテナの一部のみが信号を受信します。これは、 effective area。
波の一部は散乱され、一部は熱として放散されるため、受信波面の一部のみが使用されます。したがって、損失を考慮せずに、実際のエリアで得られた最大電力を利用するエリアは、次のように呼ぶことができます。effective area。
有効面積は$ A_ {eff} $で表されます。