اصلی

نظریه آنتن - پهنای پرتو

در الگوی تابش یک آنتن، لوب اصلی نشان دهنده پرتو اصلی آنتن است که از طریق آن حداکثر و متمرکزترین انرژی تابش می‌شود.

پهنای پرتو، پهنای زاویه‌ای روزنه است که بخش عمده توان از آن تابش می‌شود. دو پارامتر اصلی که برای توصیف پهنای پرتو استفاده می‌شوند، پهنای پرتو نیم‌توان (HPBW) و پهنای پرتو صفر اول (FNBW) هستند.

پهنای پرتو نیم‌توان (HPBW)

طبق تعریف استاندارد، جدایی زاویه‌ای که در آن دامنه الگوی تابش 50٪ (یعنی -3 دسی‌بل) از قله لوب اصلی کاهش می‌یابد، پهنای پرتو نیم‌توان نامیده می‌شود.

به عبارت دیگر، پهنای پرتو ناحیه‌ای است که آنتن بیشترین توان خود را از آن ساطع می‌کند، که مربوط به ناحیه نزدیک به اوج توان است. پهنای پرتو نیم‌توان، محدوده زاویه‌ای است که در آن توان نسبی در میدان تابش مؤثر آنتن از ۵۰٪ اوج توان فراتر می‌رود.

تفسیر هندسی HPBW

روی الگوی تابش، خطی از مبدا به هر طرف لوب اصلی در نقاط نیم توان رسم کنید. زاویه بین این دو بردار، پهنای پرتو نیم توان (HPBW) است. شکل زیر به توضیح این مفهوم کمک می‌کند.

نیم_نقطه_قدرت

شکل، لوب اصلی آنتن و نقاط نیم‌توان روی لوب اصلی را نشان می‌دهد.

بیان ریاضی
یک فرمول تقریبی برای پهنای پرتو نیم توان به صورت زیر است:

caf2eef9d243a25ea73ac5cc15426abb

کجا:

•λ طول موج عملیاتی است،

•D ابعاد دهانه آنتن (معمولاً قطر یا طول ضلع) است.

واحد پهنای پرتو نیم توان (HPBW) رادیان یا درجه است.

پهنای پرتو تهی اول (FNBW)

طبق تعریف استاندارد، جدایی زاویه‌ای بین اولین نول‌های مجاور لوب اصلی، پهنای پرتو نول اول نامیده می‌شود.

به عبارت ساده، FNBW دهانه زاویه‌ای بین اولین نول‌های الگو در دو طرف تیر اصلی است.

تفسیر هندسی FNBW

از مبدا الگوی تابش، خطوط مماس بر پرتو اصلی را در هر طرف رسم کنید. زاویه بین این دو خط مماس، پهنای پرتو تهی اول (FNBW) است. شکل زیر به توضیح واضح‌تر این مفهوم کمک می‌کند.

پرتو_نیم_قدرت_پهنای_پرتوی

شکل بالا پهنای پرتو نیم توان (HPBW) و پهنای پرتو صفر اول (FNBW) را روی یک الگوی تابشی نشان می‌دهد، به طوری که لوب اصلی و لوب‌های جانبی مشخص شده‌اند.

بیان ریاضی

رابطه بین اولین پهنای پرتو تهی (FNBW) و پهنای پرتو نیم توان (HPBW) را می‌توان به صورت تقریبی به صورت زیر بیان کرد:

b9c78df2a7dd9bbe0af8028f8abc8171

با جایگذاری HPBW ≈ 70λ/D، داریم:

9fbe819f73d9156af6f35162a47410b6

که در آن λ طول موج و D ابعاد دهانه آنتن است.

واحد

واحد پهنای پرتو تهی اول (FNBW) رادیان (rad) یا درجه (°) است.

طول مؤثر و مساحت مؤثر
در میان پارامترهای آنتن، طول مؤثر و مساحت مؤثر نیز معیارهای مهمی هستند که به ارزیابی عملکرد آنتن کمک می‌کنند.

طول مؤثر
طول مؤثر یک آنتن برای توصیف راندمان قطبش آن استفاده می‌شود.

تعریفطول مؤثر، نسبت دامنه ولتاژ مدار باز در پایانه‌های آنتن گیرنده به دامنه شدت میدان الکتریکی فرودی در همان جهت قطبش آنتن است. هنگامی که یک موج فرودی به ورودی آنتن می‌رسد، دارای شدت میدان الکتریکی خاصی است که دامنه آن به قطبش آنتن بستگی دارد. این قطبش باید با دامنه ولتاژ در پایانه‌های گیرنده برای دریافت بهینه سیگنال مطابقت داشته باشد.

بیان ریاضی
عبارت ریاضی برای طول مؤثر عبارت است از:

46fef88d02db89f63319d9d9e3c02ad6

کجا:

•le​ طول مؤثر آنتن است،

•Voc دامنه ولتاژ مدار باز در پایانه‌های آنتن گیرنده است،

•Ei دامنه شدت میدان الکتریکی فرودی در همان جهت قطبش آنتن است.

مساحت مؤثر

تعریف: مساحت مؤثر بخشی از مساحت آنتن گیرنده است که انرژی را از جبهه موج فرودی جذب کرده و آن را به سیگنال الکتریکی تبدیل می‌کند؛ این مساحت عموماً کوچکتر از مساحت روزنه فیزیکی آنتن است.

در طول دریافت، تمام ناحیه فیزیکی آنتن در معرض جبهه موج الکترومغناطیسی فرودی قرار می‌گیرد، اما تنها بخشی از آن به طور مؤثر سیگنال را دریافت می‌کند. این بخش، ناحیه مؤثر نامیده می‌شود.

دلیل اینکه فقط کسری از انرژی جبهه موج مورد استفاده قرار می‌گیرد این است که مقداری از موج فرودی توسط آنتن پراکنده می‌شود، در حالی که بخش دیگری ممکن است به صورت گرما تلف شود. بنابراین، در شرایط ایده‌آل و بدون تلفات، مساحتی که وقتی در چگالی توان فرودی ضرب شود، حداکثر توان قابل دستیابی از آنتن را به دست می‌دهد، مساحت مؤثر نامیده می‌شود.

مساحت مؤثر معمولاً با نشان داده می‌شود.ایف.

برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد آنتن‌ها، لطفاً به آدرس زیر مراجعه کنید:


زمان ارسال: 30 آوریل 2026

دریافت دیتاشیت محصول