Lý thuyết ăng-ten - Mẫu bức xạ
Bức xạ là thuật ngữ được sử dụng để biểu thị sự phát xạ hoặc tiếp nhận của mặt trước sóng tại ăng-ten, xác định cường độ của nó. Trong bất kỳ hình minh họa nào, bản phác thảo được vẽ để biểu diễn bức xạ của một ăng-ten làradiation pattern. Người ta có thể hiểu một cách đơn giản chức năng và định hướng của một ăng-ten bằng cách nhìn vào mẫu bức xạ của nó.
Công suất khi được bức xạ từ anten có tác dụng trong vùng trường gần và xa.
Về mặt đồ họa, bức xạ có thể được vẽ dưới dạng một hàm của angular position và radial distance từ ăng-ten.
Đây là một hàm toán học về đặc tính bức xạ của anten được biểu diễn dưới dạng hàm của tọa độ cầu, E (θ, Ø) và H (θ, Ø).
Mô hình bức xạ
Năng lượng phát ra bởi một ăng-ten được biểu thị bằng Radiation patterncủa ăng-ten. Mẫu bức xạ là biểu diễn dạng biểu đồ của sự phân bố năng lượng bức xạ vào không gian, như một hàm của phương hướng.
Chúng ta hãy xem xét mô hình của bức xạ năng lượng.
Hình trên cho thấy mô hình bức xạ của một ăng ten lưỡng cực. Năng lượng được bức xạ được biểu thị bằng các mẫu được vẽ theo một hướng cụ thể. Các mũi tên đại diện cho các hướng của bức xạ.
Các dạng bức xạ có thể là dạng trường hoặc dạng công suất.
Các field patternsđược vẽ như một hàm của điện trường và từ trường. Chúng được vẽ trên thang logarit.
Các power patternsđược vẽ dưới dạng hàm bình phương độ lớn của điện trường và từ trường. Chúng được vẽ trên logarit hoặc phổ biến trên thang dB.
Mô hình bức xạ trong 3D
Hình bức xạ là một hình ba chiều và được biểu diễn dưới dạng tọa độ cầu (r, θ, Φ) với giả sử gốc tọa độ của nó tại tâm của hệ tọa độ cầu. Nó trông giống như hình sau:
Hình đã cho là một mẫu bức xạ ba chiều cho một Omni directional pattern. Điều này chỉ ra rõ ràng ba tọa độ (x, y, z).
Mô hình bức xạ trong 2D
Mô hình hai chiều có thể nhận được từ mô hình ba chiều bằng cách chia nó thành các mặt phẳng ngang và dọc. Các mẫu kết quả này được gọi làHorizontal pattern và Vertical pattern tương ứng.
Các hình cho thấy mẫu bức xạ hướng Omni trong mặt phẳng H và V như đã giải thích ở trên. Mặt phẳng H đại diện cho mẫu Ngang, trong khi mặt phẳng V đại diện cho mẫu Dọc.
Sự hình thành thùy
Trong biểu diễn của mẫu bức xạ, chúng ta thường bắt gặp các hình dạng khác nhau, biểu thị các khu vực bức xạ chính và phụ, theo đó radiation efficiency của anten đã biết.
Để hiểu rõ hơn, hãy xem hình sau, biểu thị dạng bức xạ của một ăng-ten lưỡng cực.
Ở đây, hình bức xạ có thùy chính, thùy bên và thùy sau.
Phần chính của trường bức xạ, có diện tích lớn hơn, là main lobe hoặc là major lobe. Đây là phần tồn tại năng lượng bức xạ cực đại. Hướng của thùy này cho biết hướng của ăng-ten.
Các phần khác của mô hình nơi bức xạ được phân bố các phường bên được gọi là side lobes hoặc là minor lobes. Đây là những khu vực mà điện năng bị lãng phí.
Có thùy khác, hoàn toàn ngược lại với hướng của thùy chính. Nó được biết đến nhưback lobe, cũng là một thùy nhỏ. Một lượng năng lượng đáng kể bị lãng phí ngay cả ở đây.
Thí dụ
Nếu các ăng-ten được sử dụng trong hệ thống radar tạo ra các thùy bên, việc truy tìm mục tiêu trở nên rất khó khăn. Điều này là do, các mục tiêu sai được chỉ ra bởi các thùy bên này. Thật là lộn xộn để tìm ra những cái thật và để xác định những cái giả. Vì thế,elimination trong số này side lobes là phải, để cải thiện hiệu suất và tiết kiệm năng lượng.
Biện pháp khắc phục
Năng lượng bức xạ, đang bị lãng phí dưới dạng như vậy cần được tận dụng. Nếu các thùy phụ này bị loại bỏ và năng lượng này được chuyển hướng sang một hướng (đó là về phía thùy chính), thìdirectivity của ăng-ten được tăng lên, dẫn đến hiệu suất tốt hơn của ăng-ten.
Các kiểu bức xạ
Các dạng bức xạ phổ biến là -
Mô hình đa hướng (còn được gọi là mô hình không định hướng): Mô hình thường có hình bánh rán trong chế độ xem ba chiều. Tuy nhiên, trong cái nhìn hai chiều, nó tạo thành một mẫu hình tám.
Pencil-beam pattern - Chùm có dạng hình bút chì định hướng sắc nét.
Hình quạt - Chùm có dạng hình quạt.
Dạng chùm định hình - Chùm không đồng nhất và không có hoa văn được gọi là chùm có hình dạng.
Một điểm quy chiếu cho tất cả các loại bức xạ này là bức xạ đẳng hướng. Điều quan trọng là phải xem xét bức xạ đẳng hướng mặc dù nó là không thực tế.