W tym rozdziale omówiono parametry wiązek promieniowania antenowego, które pomagają zrozumieć specyfikacje wiązek.
Obszar wiązki
Zgodnie ze standardową definicją: „Jeżeli natężenie promieniowania P(θ,ϕ) utrzymuje się na maksymalnym poziomie w kącie bryłowym ΩA i wynosi zero w pozostałych punktach, to powierzchnia wiązki jest kątem bryłowym, przez który przechodzi cała moc wypromieniowywana przez antenę”.
Wiązka promieniowania emitowana z anteny jest emitowana pod pewnym kątem bryłowym, gdzie natężenie promieniowania jest maksymalne. Ten kąt bryłowy nazywany jest polem powierzchni wiązki i oznaczany jest symbolem ΩA.
W obrębie tego kąta bryłowego ΩA natężenie promieniowania P(θ,ϕ) powinno być stałe i maksymalne, a w pozostałych miejscach zerowe. Zatem całkowita moc promieniowania jest dana wzorem:
Moc promieniowana = P(θ,ϕ)⋅ΩA(waty)
Kąt wiązki odnosi się ogólnie do kąta bryłowego między punktami połowy mocy głównego płata.
Wyrażenie matematyczne
Wzór matematyczny na pole powierzchni belki jest następujący:
gdzie różniczkowy kąt bryłowy wynosi:
dΩ=sinθdθdϕ
Tutaj Pn(θ,ϕ) jest znormalizowaną intensywnością promieniowania.
• ΩA oznacza kąt wiązki światła stałego (pole powierzchni wiązki).
• θ jest funkcją położenia kątowego.
• ϕ jest funkcją odległości radialnej.
Jednostka
Jednostką powierzchni wiązki jeststeradian (sr).
Wydajność wiązki
Zgodnie ze standardową definicją: „Sprawność wiązki to stosunek powierzchni wiązki głównej do całkowitej powierzchni wiązki promieniowanej”.
Energia emitowana przez antenę zależy od jej kierunkowości. Kierunek, w którym antena emituje największą moc, ma najwyższą sprawność, podczas gdy część energii jest tracona w listkach bocznych. Stosunek maksymalnej energii promieniowanej w wiązce głównej do całkowitej energii promieniowanej, przy minimalnych stratach, nazywa się sprawnością wiązki.
Wyrażenie matematyczne
Matematyczne wyrażenie określające wydajność belki jest następujące:
Gdzie
•ηB to sprawność wiązki (bezwymiarowa),
• ΩMB to kąt bryłowy (pole wiązki) wiązki głównej,
• ΩA jest kątem bryłowym całkowitej wiązki promieniowania.
Polaryzacja anteny
Anteny mogą być projektowane z różnymi polaryzacjami, w zależności od wymagań aplikacji, takimi jak polaryzacja liniowa lub kołowa. Rodzaj polaryzacji określa charakterystykę wiązki i stan polaryzacji anteny podczas odbioru lub nadawania.
Polaryzacja liniowa
Podczas transmisji lub odbioru fali elektromagnetycznej jej kierunek propagacji może się zmieniać. Antena o polaryzacji liniowej utrzymuje wektor pola elektrycznego w ustalonej płaszczyźnie, koncentrując w ten sposób energię w określonym kierunku, jednocześnie tłumiąc inne kierunki. W związku z tym polaryzacja liniowa pomaga poprawić kierunkowość anteny.
Polaryzacja kołowa
W fali spolaryzowanej kołowo wektor pola elektrycznego obraca się w czasie, a jego ortogonalne składowe mają równą amplitudę i są przesunięte w fazie o 90°, co skutkuje brakiem ustalonego kierunku. Polaryzacja kołowa skutecznie łagodzi efekty wielodrogowe i dlatego jest szeroko stosowana w komunikacji satelitarnej, takiej jak GPS.
Polaryzacja pozioma
Fale spolaryzowane poziomo są bardziej podatne na odbicie od powierzchni Ziemi, co powoduje tłumienie sygnału, szczególnie w zakresie częstotliwości poniżej 1 GHz. Polaryzacja pozioma jest powszechnie stosowana w transmisji sygnału telewizyjnego w celu uzyskania lepszego stosunku sygnału do szumu.
Polaryzacja pionowa
Fale o niskiej częstotliwości o polaryzacji pionowej są korzystne dla propagacji fal gruntowych. W porównaniu z polaryzacją poziomą, fale o polaryzacji pionowej są mniej podatne na odbicia od powierzchni i dlatego są szeroko stosowane w komunikacji mobilnej.
Każdy rodzaj polaryzacji ma swoje zalety i ograniczenia. Projektanci systemów RF mogą swobodnie dobierać odpowiednią polaryzację, dostosowując ją do konkretnych wymagań systemu.
Aby dowiedzieć się więcej o antenach, odwiedź stronę:
Czas publikacji: 24-04-2026
