این فصل پارامترهای پرتوهای تابشی آنتن را مورد بحث قرار میدهد که به ما در درک مشخصات پرتو کمک میکند.
مساحت پرتو
طبق تعریف استاندارد: «اگر شدت تابش P(θ,ϕ) در زاویه فضایی ΩA در حداکثر مقدار خود باقی بماند و در سایر نقاط صفر باشد، آنگاه مساحت پرتو، زاویه فضایی است که تمام توان تابش شده توسط آنتن از آن عبور میکند.»
پرتو تابش شده از یک آنتن در یک زاویه فضایی مشخص که شدت تابش در آن حداکثر است، منتشر میشود. این زاویه پرتو فضایی، مساحت پرتو نامیده میشود و با ΩA نشان داده میشود.
در این زاویه فضایی ΩA، شدت تابش P(θ,ϕ) باید ثابت و حداکثر باشد و در جاهای دیگر صفر باشد. بنابراین، کل توان تابشی به صورت زیر بدست میآید:
توان تابشی = P(θ,ϕ)⋅ΩA(وات)
زاویه پرتو عموماً به زاویه فضایی بین نقاط نیمتوان لوب اصلی اشاره دارد.
بیان ریاضی
عبارت ریاضی برای مساحت پرتو به صورت زیر است:
که در آن زاویه فضایی دیفرانسیلی برابر است با:
dΩ=sinθdθdϕ
در اینجا، Pn(θ,ϕ) شدت تابش نرمال شده است.
• ΩA زاویه پرتو جامد (مساحت پرتو) را نشان میدهد.
• θ تابعی از موقعیت زاویهای است.
• ϕ تابعی از فاصله شعاعی است.
واحد
واحد مساحت پرتو استاسترادیان (sr).
راندمان پرتو
طبق تعریف استاندارد: «راندمان پرتو، نسبت مساحت پرتو اصلی به کل مساحت پرتو تابشی است.»
انرژی تابش شده توسط یک آنتن به جهتگیری آن بستگی دارد. جهتی که آنتن بیشترین توان را تابش میکند، بالاترین راندمان را دارد، در حالی که مقداری انرژی در لوبهای جانبی تلف میشود. نسبت حداکثر انرژی تابش شده در پرتو اصلی به کل انرژی تابش شده، با حداقل اتلاف، راندمان پرتو نامیده میشود.
بیان ریاضی
عبارت ریاضی برای راندمان پرتو به صورت زیر است:
کجا
•ηB بازده پرتو (بدون بعد) است،
• ΩMB زاویه فضایی (مساحت پرتو) پرتو اصلی است،
• ΩA زاویه فضایی کل پرتو تابش شده است.
قطبش آنتن
آنتنها را میتوان با توجه به الزامات کاربردی، با قطبشهای مختلف، مانند قطبش خطی یا دایرهای، طراحی کرد. نوع قطبش، مشخصات پرتو و وضعیت قطبش آنتن را در حین دریافت یا ارسال تعیین میکند.
قطبش خطی
وقتی یک موج الکترومغناطیسی ارسال یا دریافت میشود، جهت انتشار آن ممکن است متفاوت باشد. یک آنتن با قطبش خطی، بردار میدان الکتریکی را در یک صفحه ثابت نگه میدارد و در نتیجه انرژی را در یک جهت خاص متمرکز میکند و در عین حال سایر جهات را سرکوب میکند. از این رو، قطبش خطی به بهبود جهتگیری آنتن کمک میکند.
قطبش دایرهای
در یک موج با قطبش دایرهای، بردار میدان الکتریکی با گذشت زمان میچرخد، به طوری که مؤلفههای متعامد آن از نظر دامنه برابر و ۹۰ درجه اختلاف فاز دارند و در نتیجه جهت ثابتی ندارند. قطبش دایرهای به طور مؤثر اثرات چندمسیری را کاهش میدهد و بنابراین به طور گسترده در ارتباطات ماهوارهای مانند GPS استفاده میشود.
قطبش افقی
امواج با قطبش افقی بیشتر مستعد انعکاس از سطح زمین هستند و باعث تضعیف سیگنال، به ویژه در فرکانسهای کمتر از ۱ گیگاهرتز میشوند. قطبش افقی معمولاً برای انتقال سیگنال تلویزیونی استفاده میشود تا نسبت سیگنال به نویز بهتری حاصل شود.
قطبش عمودی
امواج با فرکانس پایین با قطبش عمودی برای انتشار امواج زمینی مفید هستند. در مقایسه با قطبش افقی، امواج با قطبش عمودی کمتر تحت تأثیر بازتابهای سطحی قرار میگیرند و بنابراین به طور گسترده در ارتباطات سیار استفاده میشوند.
هر نوع قطبش مزایا و محدودیتهای خاص خود را دارد. طراحان سیستم RF میتوانند آزادانه قطبش مناسب را مطابق با نیازهای خاص سیستم انتخاب کنند.
برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد آنتنها، لطفاً به آدرس زیر مراجعه کنید:
زمان ارسال: 24 آوریل 2026
