Teoria anten - wiązka i polaryzacja

W tym rozdziale omówiono parametry promieniowanej wiązki anteny. Te parametry pomagają nam poznać specyfikacje belki.

Obszar wiązki

Zgodnie ze standardową definicją „Powierzchnia wiązki to kąt bryłowy, przez który przepłynęłaby cała moc wypromieniowana przez antenę, gdyby P (θ, Ø) utrzymywała swoją maksymalną wartość powyżej Ω _A i gdzie indziej wynosiła zero”.

Promieniowana wiązka anteny wychodzi pod kątem do anteny, znanym jako kąt bryłowy, gdzie natężenie promieniowania mocy jest maksymalne. Tosolid beam angle jest określany jako beam area. Jest reprezentowany przezΩ_A.

Natężenie promieniowania P (θ, Ř) powinno być utrzymywane na stałym i maksymalnym poziomie w całym kącie wiązki stałej Ω _A , gdzie gdzie indziej jego wartość wynosi zero.

$$ Moc \ radiated = P (\ theta, \ Phi) \ Omega_ {A} \: waty $$

Kąt wiązki to zestaw kątów między punktami połowy mocy głównego płata.

Wyrażenie matematyczne

Matematyczne wyrażenie dla obszaru belki to

$$ \ Omega_ {A} = \ int_ {0} ^ {2 \ pi} \ int_ {0} ^ {\ pi} P _ {\ pi} (\ theta, \ Phi) d \ Omega \ wattts $$ $$ d \ Omega = \ sin \ theta \ d \ theta \ d \ Phi \ watts $$

Gdzie

$ \ Omega_ {A} $ to kąt wiązki bryłowej.
$ \ theta $ jest funkcją położenia kątowego.
$ \ Phi $ jest funkcją odległości promieniowej.

Jednostki

Jednostką pola powierzchni jest watts.

Efektywność wiązki

Zgodnie ze standardową definicją „The beam efficiency określa stosunek powierzchni belki głównej belki do całkowitej powierzchni wypromieniowanej ”.

Energia wypromieniowana z anteny jest rzutowana zgodnie z kierunkowością anteny. Kierunek, w którym antena emituje więcej mocy, ma maksymalną wydajność, podczas gdy część energii jest tracona w listkach bocznych. Maksymalna energia promieniowana przez wiązkę, przy minimalnych stratach, może być określona jakobeam efficiency.

Wyrażenie matematyczne

Matematyczne wyrażenie określające efektywność wiązki to -

$$ \ eta_ {B} = \ frac {\ Omega_ {MB}} {\ Omega_ {A}} $$

Gdzie,

$ \ eta_ {B} $ to wydajność wiązki.
$ \ Omega_ {MB} $ to obszar wiązki głównej belki.
$ \ Omega_ {A} $ to całkowity kąt wiązki bryłowej (obszar wiązki).

Polaryzacja anteny

Antenę można spolaryzować w zależności od naszych wymagań. Może być spolaryzowany liniowo lub kołowo. Rodzaj polaryzacji anteny decyduje o wzorze wiązki i polaryzacji podczas odbioru lub nadawania.

Polaryzacja liniowa

Kiedy fala jest nadawana lub odbierana, może to odbywać się w różnych kierunkach. Pliklinear polarizationanteny pomaga w utrzymaniu fali w określonym kierunku, unikając wszystkich innych kierunków. Chociaż stosowana jest polaryzacja liniowa, wektor pola elektrycznego pozostaje w tej samej płaszczyźnie. Dlatego używamy tej polaryzacji liniowej, aby poprawićdirectivity anteny.

Polaryzacja kołowa

Kiedy fala jest spolaryzowana kołowo, wektor pola elektrycznego wydaje się być obrócony, a wszystkie jego składowe tracą orientację. Czasami tryb rotacji może być inny. Jednak przy użyciucircular polarization, efekt wielościeżkowy zostaje zredukowany i dlatego jest używany w komunikacji satelitarnej, np GPS.

Polaryzacja pozioma

Polaryzacja pozioma osłabia falę, ponieważ wpływają na nią odbicia od powierzchni ziemi. Zwykle są słabe przy niskich częstotliwościach poniżej 1 GHz.Horizontal polarization jest używany w transmisji TV signals aby uzyskać lepszy stosunek sygnału do szumu.

Polaryzacja pionowa

Fale o niskiej częstotliwości spolaryzowane pionowo są korzystne dla transmisji fal naziemnych. Nie mają na nie wpływu odbicia powierzchniowe, takie jak te spolaryzowane poziomo. Stądvertical polarization jest używany do mobile communications.

Każdy rodzaj polaryzacji ma swoje zalety i wady. Projektant systemu RF może dowolnie wybrać rodzaj polaryzacji zgodnie z wymaganiami systemu.