Lý thuyết ăng ten - Chiều rộng chùm tia
Trong chương này, chúng ta sẽ thảo luận về một yếu tố quan trọng khác trong dạng bức xạ của anten, được gọi là beam width. Trong dạng bức xạ của anten, thùy chính là chùm chính của anten nơi năng lượng bức xạ không đổi và cực đại của anten phát ra.
Beam widthlà góc khẩu độ từ nơi phần lớn công suất được tỏa ra. Hai điểm cân nhắc chính của chiều rộng chùm tia này là Chiều rộng chùm tia một nửa(HPBW) và Chiều rộng chùm tia rỗng đầu tiên (FNBW).
Chiều rộng chùm tia nửa công suất
Theo định nghĩa tiêu chuẩn, “Sự phân tách góc, trong đó độ lớn của mẫu bức xạ giảm 50% (hoặc -3dB) so với đỉnh của chùm tia chính, là Half Power Beam Width. ”
Nói cách khác, độ rộng chùm tia là vùng mà phần lớn công suất được bức xạ, là công suất đỉnh. Half power beam width là góc trong đó công suất tương đối lớn hơn 50% công suất đỉnh, trong trường bức xạ hiệu dụng của ăng ten.
Chỉ định HPBW
Khi một đường thẳng được vẽ giữa điểm gốc của hình bức xạ và nửa điểm công suất trên thùy chính, ở cả hai phía, góc giữa hai vectơ đó được gọi là HPBW, một nửa chiều rộng chùm tia điện. Điều này có thể được hiểu rõ với sự trợ giúp của sơ đồ sau.
Hình cho thấy một nửa điểm công suất trên thùy chính và HPBW.
Biểu thức toán học
Biểu thức toán học cho một nửa chiều rộng chùm tia điện là -
$$ Half \: power \: Beam \: with = 70 \ lambda _ {/ D} $$Ở đâu
$ \ lambda $ là bước sóng (λ = 0,3 / tần số).
D là Đường kính.
Các đơn vị
Đơn vị của HPBW là radians hoặc là degrees.
Chiều rộng chùm tia đầu tiên
Theo định nghĩa tiêu chuẩn, “Khoảng góc giữa các rỗng của mẫu đầu tiên liền kề với thùy chính, được gọi là First Null Beam Width. ”
Đơn giản, FNBW là sự phân tách góc, trích ra khỏi chùm tia chính, được vẽ giữa các điểm rỗng của mẫu bức xạ, trên thùy chính của nó.
Chỉ định FNBW
Vẽ tiếp tuyến về hai phía xuất phát từ gốc của vân bức xạ, tiếp tuyến với tia chính. Góc giữa hai tiếp tuyến đó được gọi là Chiều rộng tia sáng đầu tiên(FNBW).
Điều này có thể được hiểu rõ hơn với sự trợ giúp của sơ đồ sau.
Hình ảnh trên cho thấy nửa chiều rộng chùm tia công suất và chiều rộng chùm tia rỗng đầu tiên, được đánh dấu trong một mẫu bức xạ cùng với các thùy phụ và chính.
Biểu thức toán học
Biểu thức toán học của Chiều rộng chùm tia rỗng đầu tiên là
$$ FNBW = 2 HPBW $$ $$ FNBW \: 2 \ left (70 \ lambda / D \ right) \: = 140 \ lambda / D $$Ở đâu
- $ \ lambda $ là bước sóng (λ = 0,3 / tần số).
- D là Đường kính.
Các đơn vị
Đơn vị của FNBW là radians hoặc là degrees.
Chiều dài hiệu quả & Diện tích hiệu dụng
Trong số các tham số của anten, chiều dài hiệu dụng và diện tích hiệu dụng cũng rất quan trọng. Những thông số này giúp chúng ta biết về hiệu suất của ăng-ten.
Chiều dài hiệu quả
Anten Chiều dài hiệu dụng được sử dụng để xác định hiệu quả phân cực của anten.
Definition- “Sự Effective length là tỷ số giữa độ lớn của điện áp tại các đầu cuối để hở của ăng ten thu với độ lớn của cường độ trường của mặt trước sóng tới, theo cùng hướng phân cực của ăng ten ”.
Khi một sóng tới đến các cực đầu vào của ăng ten, sóng này có một số cường độ trường, cường độ của chúng phụ thuộc vào phân cực của ăng ten. Sự phân cực này phải phù hợp với độ lớn của điện áp tại các đầu cực máy thu.
Biểu thức toán học
Biểu thức toán học cho độ dài hiệu dụng là -
$$ l_ {e} = \ frac {V_ {oc}} {E_ {i}} $$Ở đâu
$ l_ {e} $ là độ dài hiệu dụng.
$ V_ {oc} $ là điện áp hở mạch.
$ E_ {i} $ là cường độ trường của sóng tới.
Khu vực hiệu quả
Definition - “Effective area là diện tích của ăng-ten thu, nơi hấp thụ phần lớn công suất từ mặt trước sóng tới, cho tổng diện tích của ăng-ten tiếp xúc với mặt trước sóng ”.
Toàn bộ khu vực của một ăng-ten trong khi thu, đối mặt với các sóng điện từ đến, trong khi chỉ một số phần của ăng-ten, nhận được tín hiệu, được gọi là effective area.
Chỉ một số phần của mặt trước sóng nhận được được sử dụng vì một số phần của sóng bị phân tán trong khi một số bị tiêu tán dưới dạng nhiệt. Do đó, không tính đến tổn thất, khu vực sử dụng công suất tối đa thu được cho khu vực thực tế, có thể được gọi làeffective area.
Vùng hiệu quả được biểu thị bằng $ A_ {eff} $.