안테나 이론-빔 폭

이 장에서는 안테나 방사 패턴의 또 다른 중요한 요소 인 beam width. 안테나의 방사 패턴에서 메인 로브는 안테나에 의해 방사되는 최대 및 일정한 에너지가 흐르는 안테나의 메인 빔입니다.

Beam width대부분의 전력이 방출되는 조리개 각도입니다. 이 빔 폭의 두 가지 주요 고려 사항은 Half Power Beam Width입니다.(HPBW) 및 첫 번째 널 빔 폭 (FNBW).

하프 파워 빔 폭

표준 정의에 따르면,“방사 패턴의 크기가 메인 빔의 피크에서 50 % (또는 -3dB) 감소하는 각도 분리는 Half Power Beam Width.”

즉, 빔 폭은 대부분의 전력이 방사되는 영역으로, 피크 전력입니다. Half power beam width 안테나의 유효 방사장에서 상대 전력이 피크 전력의 50 % 이상인 각도입니다.

HPBW의 표시

방사 패턴의 원점과 메이저 로브의 절반 파워 포인트 (양측) 사이에 선을 그릴 때이 두 벡터 사이의 각도는 다음과 같습니다. HPBW, 절반 파워 빔 폭. 이것은 다음 다이어그램의 도움으로 잘 이해할 수 있습니다.

이 그림은 메이저 로브와 HPBW의 반 전력 포인트를 보여줍니다.

수학적 표현

하프 파워 빔 폭에 대한 수학 식은 다음과 같습니다.

$$ Half \ : 전력 \ : 빔 \ : with = 70 \ lambda _ {/ D} $$

어디

$ \ lambda $는 파장 (λ = 0.3 / 주파수)입니다.
D 지름입니다.

단위

HPBW의 단위는 radians 또는 degrees.

첫 번째 널 빔 폭

표준 정의에 따르면“메인 로브에 인접한 첫 번째 패턴 널 사이의 각도 스팬은 First Null Beam Width.”

간단히 말해서, FNBW는 각도 분리로, 메인 빔에서 떨어져 인용되며, 이는 주요 로브에서 방사 패턴의 널 지점 사이에 그려집니다.

FNBW의 표시

방사 패턴의 원점에서 시작하여 메인 빔에 접하는 양면에 접선을 그립니다. 이 두 접선 사이의 각도를 First Null Beam Width라고합니다.(FNBW).

이것은 다음 다이어그램의 도움으로 더 잘 이해할 수 있습니다.

위의 이미지는 마이너 및 메이저 로브와 함께 방사 패턴으로 표시된 하프 파워 빔 폭과 첫 번째 널 빔 폭을 보여줍니다.

수학적 표현

First Null Beam Width의 수학적 표현은 다음과 같습니다.

$$ FNBW = 2 HPBW $$ $$ FNBW \ : 2 \ left (70 \ lambda / D \ right) \ : = 140 \ lambda / D $$

어디

$ \ lambda $는 파장 (λ = 0.3 / 주파수)입니다.
D는 지름입니다.

단위

FNBW의 단위는 radians 또는 degrees.

유효 길이 및 유효 면적

안테나 매개 변수 중에서 유효 길이와 유효 면적도 중요합니다. 이러한 매개 변수는 안테나의 성능을 파악하는 데 도움이됩니다.

유효 길이

안테나 유효 길이는 안테나의 편파 효율을 결정하는 데 사용됩니다.

Definition−“ Effective length 이것은 안테나 편파의 동일한 방향에서 수신 안테나의 개방 단자에서 전압 크기와 입사 파면의 전계 강도 크기의 비율입니다.”

입사 파가 안테나의 입력 단자에 도달하면이 파동은 어느 정도의 전계 강도를 가지며 그 크기는 안테나의 편파에 따라 달라집니다. 이 분극은 수신기 단자의 전압 크기와 일치해야합니다.

수학적 표현

유효 길이에 대한 수학적 표현은 다음과 같습니다.

$$ l_ {e} = \ frac {V_ {oc}} {E_ {i}} $$

어디

$ l_ {e} $는 유효 길이입니다.
$ V_ {oc} $는 개방 회로 전압입니다.
$ E_ {i} $는 입사 파의 전계 강도입니다.

유효 면적

Definition −“Effective area 수신 안테나의 면적은 들어오는 파면에서 대부분의 전력을 흡수하여 파면에 노출되는 안테나의 전체 면적입니다.”

수신하는 동안 안테나의 전체 영역은 들어오는 전자기파에 직면하지만 안테나의 일부만 수신합니다. effective area.

파동의 일부는 산란되고 일부는 열로 소멸되기 때문에 수신 된 파면의 일부만 사용됩니다. 따라서 손실을 고려하지 않고 실제 영역에서 얻은 최대 전력을 활용하는 영역을 다음과 같이 표현할 수 있습니다.effective area.

유효 면적은 $ A_ {eff} $로 표시됩니다.