Lý thuyết Ăng ten - Chùm tia và Phân cực
Chương này đề cập đến các tham số của chùm bức xạ của anten. Các thông số này giúp chúng ta biết về các thông số kỹ thuật của dầm.
Khu vực chùm tia
Theo định nghĩa tiêu chuẩn, "Diện tích chùm tia là góc đặc mà qua đó tất cả công suất được bức xạ bởi ăng-ten sẽ phát trực tiếp nếu P (θ, Ø) duy trì giá trị lớn nhất của nó trên Ω A và bằng không ở nơi khác."
Chùm bức xạ của anten phát ra từ một góc của anten, được gọi là góc đặc, tại đó cường độ bức xạ công suất là cực đại. Điều nàysolid beam angle được gọi là beam area. Nó được đại diện bởiΩA.
Cường độ bức xạ P (θ, Ø) phải được duy trì không đổi và lớn nhất trong suốt góc chùm tia rắn Ω A , giá trị của nó bằng không ở nơi khác.
$$ Power \ radiated = P (\ theta, \ Phi) \ Omega_ {A} \: watt $$Góc chùm là tập hợp các góc giữa các nửa điểm nguồn của thùy chính.
Biểu thức toán học
Biểu thức toán học cho diện tích chùm là
$$ \ Omega_ {A} = \ int_ {0} ^ {2 \ pi} \ int_ {0} ^ {\ pi} P _ {\ pi} (\ theta, \ Phi) d \ Omega \ wattts $$ $$ d \ Omega = \ sin \ theta \ d \ theta \ d \ Phi \ watt $$Ở đâu
- $ \ Omega_ {A} $ là góc chùm tia đặc.
- $ \ theta $ là hàm của vị trí góc.
- $ \ Phi $ là hàm của khoảng cách bán kính.
Các đơn vị
Đơn vị của diện tích chùm tia là watts.
Hiệu quả chùm tia
Theo định nghĩa tiêu chuẩn, “ beam efficiency nêu tỉ số giữa diện tích chùm tia của chùm sáng chính với tổng diện tích chùm tia bức xạ. ”
Năng lượng khi bức xạ từ một ăng-ten, được chiếu theo hướng của ăng-ten. Hướng mà ăng ten bức xạ nhiều công suất hơn sẽ có hiệu suất tối đa, trong khi một phần năng lượng bị mất ở các thùy bên. Năng lượng tối đa do chùm bức xạ, với tổn thất tối thiểu có thể được gọi làbeam efficiency.
Biểu thức toán học
Biểu thức toán học cho hiệu suất chùm là -
$$ \ eta_ {B} = \ frac {\ Omega_ {MB}} {\ Omega_ {A}} $$Ở đâu,
- $ \ eta_ {B} $ là hiệu suất chùm tia.
- $ \ Omega_ {MB} $ là diện tích tia của tia chính.
- $ \ Omega_ {A} $ là tổng góc chùm tia đặc (diện tích chùm tia).
Phân cực ăng ten
Antenna có thể được phân cực tùy theo yêu cầu của chúng tôi. Nó có thể được phân cực tuyến tính hoặc phân cực tròn. Loại phân cực của anten quyết định dạng của chùm tia và sự phân cực khi thu hoặc phát.
Phân cực tuyến tính
Khi một sóng được truyền hoặc nhận, nó có thể được thực hiện theo các hướng khác nhau. Cáclinear polarizationcủa ăng-ten giúp duy trì sóng theo một hướng cụ thể, tránh tất cả các hướng khác. Mặc dù phân cực tuyến tính này được sử dụng, vectơ điện trường vẫn nằm trong cùng một mặt phẳng. Do đó, chúng tôi sử dụng phân cực tuyến tính này để cải thiệndirectivity của ăng-ten.
Phân cực tròn
Khi một sóng bị phân cực tròn, vectơ điện trường dường như quay với tất cả các thành phần của nó mất định hướng. Chế độ quay cũng có thể khác nhau vào các thời điểm. Tuy nhiên, bằng cách sử dụngcircular polarization, ảnh hưởng của đa đường bị giảm đi và do đó nó được sử dụng trong truyền thông vệ tinh như GPS.
Phân cực ngang
Sự phân cực ngang làm cho sóng yếu, do phản xạ từ bề mặt trái đất ảnh hưởng đến nó. Chúng thường yếu ở tần số thấp dưới 1GHz.Horizontal polarization được sử dụng trong việc truyền tải TV signals để đạt được tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu tốt hơn.
Phân cực dọc
Các sóng phân cực dọc tần số thấp có lợi cho việc truyền sóng mặt đất. Chúng không bị ảnh hưởng bởi phản xạ bề mặt như phản xạ phân cực ngang. Vì thếvertical polarization được sử dụng để mobile communications.
Mỗi loại phân cực có những ưu và nhược điểm riêng. Một nhà thiết kế hệ thống RF có thể tự do lựa chọn loại phân cực, tùy theo yêu cầu của hệ thống.