рисунок 1
1. Эффективность пучка
Еще одним распространенным параметром для оценки качества передающих и приемных антенн является эффективность формирования луча. Для антенны с главным лепестком, направленным вдоль оси z, как показано на рисунке 1, эффективность формирования луча (BE) определяется следующим образом:
Это отношение мощности, передаваемой или принимаемой в пределах конуса под углом θ1, к общей мощности, передаваемой или принимаемой антенной. Приведенную выше формулу можно записать следующим образом:
Если угол, под которым появляется первая нулевая точка или минимальное значение, выбрать в качестве θ1, то эффективность луча представляет собой отношение мощности в главном лепестке к общей мощности. В таких областях применения, как метрология, астрономия и радиолокация, антенна должна обладать очень высокой эффективностью луча. Обычно требуется более 90%, а мощность, принимаемая боковым лепестком, должна быть как можно меньше.
2. Пропускная способность
Полоса пропускания антенны определяется как «диапазон частот, в котором характеристики антенны соответствуют определенным стандартам». Полоса пропускания может рассматриваться как диапазон частот по обе стороны от центральной частоты (обычно подразумеваемой резонансной частотой), где характеристики антенны (такие как входное сопротивление, диаграмма направленности, ширина луча, поляризация, уровень боковых лепестков, коэффициент усиления, направление луча, эффективность излучения) находятся в допустимом диапазоне после сравнения со значением центральной частоты.
Для широкополосных антенн ширина полосы пропускания обычно выражается как отношение верхней и нижней частот, обеспечивающих приемлемую работу. Например, ширина полосы пропускания 10:1 означает, что верхняя частота в 10 раз больше нижней.
Для узкополосных антенн ширина полосы пропускания выражается в процентах от разницы частот относительно центрального значения. Например, ширина полосы пропускания 5% означает, что допустимый диапазон частот составляет 5% от центральной частоты.
Поскольку характеристики антенны (входное сопротивление, диаграмма направленности, коэффициент усиления, поляризация и т. д.) изменяются с частотой, характеристики полосы пропускания не являются уникальными. Обычно изменения диаграммы направленности и входного сопротивления различны. Поэтому для подчеркивания этого различия необходимы полоса пропускания диаграммы направленности и полоса пропускания по импедансу. Полоса пропускания диаграммы направленности связана с коэффициентом усиления, уровнем боковых лепестков, шириной луча, поляризацией и направлением луча, в то время как входное сопротивление и эффективность излучения связаны с полосой пропускания по импедансу. Полоса пропускания обычно выражается через ширину луча, уровень боковых лепестков и характеристики диаграммы направленности.
В приведенном выше обсуждении предполагается, что размеры согласующей цепи (трансформатора, противовеса и т. д.) и/или антенны никак не изменяются при изменении частоты. Если критические размеры антенны и/или согласующей цепи можно должным образом регулировать при изменении частоты, то полосу пропускания узкополосной антенны можно увеличить. Хотя это, как правило, непростая задача, существуют области применения, где это достижимо. Наиболее распространенный пример — радиоантенна в автомобильном радиоприемнике, которая обычно имеет регулируемую длину, позволяющую настраивать антенну для улучшения приема.
Чтобы узнать больше об антеннах, посетите:
Дата публикации: 12 июля 2024 г.
