Teoria anten - parametry

Natężenie promieniowania anteny jest ściśle związane z kierunkiem skupionej wiązki oraz wydajnością wiązki skierowanej w tym kierunku. W tym rozdziale przyjrzyjmy się terminom, które dotyczą tych tematów.

Kierunkowość

Zgodnie ze standardową definicją, „Stosunek maksymalnego natężenia promieniowania przedmiotowej anteny do natężenia promieniowania anteny izotropowej lub referencyjnej, emitującej tę samą całkowitą moc, nazywa się directivity. ”

Antena emituje moc, ale kierunek, w którym promieniuje, ma duże znaczenie. Antena, której działanie jest obserwowane, jest określana jakosubject antenna.

Jego radiation intensitypodczas nadawania lub odbierania skupia się w określonym kierunku. Dlatego mówi się, że antena ma swojedirectivity w tym konkretnym kierunku.

Stosunek natężenia promieniowania w danym kierunku od anteny do natężenia promieniowania uśrednionego we wszystkich kierunkach określa się jako kierunkowość.
Jeżeli ten konkretny kierunek nie jest określony, to kierunek, w którym obserwuje się maksymalne natężenie, można przyjąć jako kierunkowość anteny.
Kierunkowość anteny nieizotropowej jest równa stosunkowi natężenia promieniowania w danym kierunku do natężenia promieniowania źródła izotropowego.

Wyrażenie matematyczne

Moc promieniowania jest funkcją położenia kątowego i promieniowej odległości od obwodu. W związku z tym wyraża się, biorąc pod uwagę oba terminyθ i Ø.

$$ Kierunkowość = \ frac {Maksymalne \ promieniowanie \ intensywność \ of \ subject \ antenna} {Promieniowanie \ intensywność \ of \ an \ isotropic \ antenna} $$ D = \ frac {\ phi (\ theta, \ phi) _ {max} (from \ subject \ antenna)} {\ phi_ {0} (from \ an \ isotropic \ antenna)} $$

Gdzie

$ {\ phi (\ theta, \ phi) _ {max}} $ to maksymalna intensywność promieniowania anteny przedmiotowej.
$ {\ phi_ {0}} $ to intensywność promieniowania anteny izotropowej (anteny bez strat).

Efektywność apertury

Zgodnie ze standardową definicją „Aperture efficiency anteny to stosunek efektywnego obszaru promieniowania (lub obszaru efektywnego) do fizycznego obszaru apertury. ”

Antena ma otwór, przez który emitowana jest moc. To promieniowanie powinno być skuteczne przy minimalnych stratach. Należy również wziąć pod uwagę fizyczny obszar apertury, ponieważ skuteczność promieniowania zależy od obszaru apertury fizycznie na antenie.

Wyrażenie matematyczne

Matematyczne wyrażenie określające efektywność apertury jest następujące -

$$ \ varepsilon_ {A} = \ frac {A_ {eff}} {A_ {p}} $$

gdzie

$ \ varepsilon_ {A} $ to wydajność przysłony.
$ {A_ {eff}} $ to efektywny obszar.
$ {A_ {p}} $ to obszar fizyczny.

Wydajność anteny

Zgodnie ze standardową definicją „Antenna Efficiency jest stosunkiem mocy promieniowanej anteny do mocy wejściowej akceptowanej przez antenę. ”

Po prostu antena ma promieniować moc podawaną na jej wejściu przy minimalnych stratach. Efektywność anteny wyjaśnia, ile antena jest w stanie skutecznie dostarczyć swoją moc wyjściową przy minimalnych stratach w linii transmisyjnej.

Nazywa się to inaczej jako Radiation Efficiency Factor anteny.

Wyrażenie matematyczne

Wyrażenie matematyczne określające wydajność anteny podano poniżej -

$$ \ eta_ {e} = \ frac {P_ {rad}} {P_ {input}} $$

Gdzie

$ \ eta_ {e} $ to wydajność anteny.
$ {P_ {rad}} $ to moc wypromieniowana.
$ {P_ {input}} $ to moc wejściowa anteny.

Zdobyć

Zgodnie ze standardową definicją „Gain anteny to stosunek natężenia promieniowania w danym kierunku do natężenia promieniowania, które byłoby uzyskane, gdyby moc przyjęta przez antenę była wypromieniowywana izotropowo. ”

Po prostu zysk anteny uwzględnia kierunkowość anteny wraz z jej efektywną wydajnością. Jeśli moc przyjęta przez antenę była wypromieniowywana izotropowo (czyli we wszystkich kierunkach), to otrzymane natężenie promieniowania można przyjąć jako odniesienie.

Termin antenna gain opisuje, ile mocy jest przesyłane w kierunku promieniowania szczytowego do źródła izotropowego.
Gain jest zwykle mierzona w dB.
W przeciwieństwie do kierunkowości, wzmocnienie anteny uwzględnia również występujące straty, a zatem skupia się na wydajności.