Тази глава разглежда параметрите на лъчите на антената, които ни помагат да разберем спецификациите на лъчите.
Площ на лъча
Според стандартното определение: „Ако интензитетът на излъчване P(θ,ϕ) остава на максималната си стойност в пространствен ъгъл ΩA и е нула на други места, тогава площта на лъча е пространственият ъгъл, през който преминава цялата мощност, излъчвана от антената.“
Излъчваният лъч от антена се излъчва в рамките на определен пространствен ъгъл, където интензитетът на излъчване е максимален. Този пространствен ъгъл на лъча се нарича площ на лъча и се обозначава с ΩA.
В рамките на този пространствен ъгъл ΩA, интензитетът на излъчване P(θ,ϕ) трябва да бъде постоянен и максимален, а на останалите места нулев. Следователно, общата излъчена мощност се дава от:
Излъчвана мощност=P(θ,ϕ)⋅ΩA(ватове)
Ъгълът на лъча обикновено се отнася до пространствения ъгъл между точките на половин мощност на главния лоб.
Математически израз
Математическият израз за площта на лъча е:
където диференциалният пространствен ъгъл е:
dΩ=sinθdθdϕ
Тук Pn(θ,ϕ) е нормализираният интензитет на излъчване.
• ΩA представлява ъгъла на лъча (площта на лъча).
• θ е функция на ъгловото положение.
• ϕ е функция на радиалното разстояние.
Единица
Единицата за площ на лъча естерадиан (ср).
Ефективност на лъча
Според стандартното определение: „Ефективността на лъча е съотношението на площта на основния лъч към общата излъчена площ на лъча.“
Енергията, излъчвана от антената, зависи от нейната насоченост. Посоката, в която антената излъчва най-голяма мощност, има най-висока ефективност, докато част от енергията се губи в страничните лобове. Съотношението на максималната излъчена енергия в основния лъч към общата излъчена енергия, с минимални загуби, се нарича ефективност на лъча.
Математически израз
Математическият израз за ефективност на лъча е:
където
•ηB е ефективността на лъча (безразмерна),
• ΩMB е пространственият ъгъл (площта на лъча) на основния лъч,
• ΩA е пространственият ъгъл на общия излъчен лъч.
Поляризация на антената
Антените могат да бъдат проектирани с различна поляризация според изискванията на приложението, като например линейна или кръгова поляризация. Видът поляризация определя характеристиките на лъча и състоянието на поляризация на антената по време на приемане или предаване.
Линейна поляризация
Когато се предава или приема електромагнитна вълна, посоката на нейното разпространение може да варира. Линейно поляризираната антена държи вектора на електрическото поле ограничен във фиксирана равнина, като по този начин концентрира енергията в определена посока, като същевременно потиска други посоки. Следователно, линейната поляризация помага за подобряване на насочеността на антената.
Кръгова поляризация
В кръгово поляризирана вълна, векторът на електрическото поле се върти с течение на времето, като ортогоналните му компоненти са с еднаква амплитуда и са извън фаза на 90°, което води до липса на фиксирана посока. Кръговата поляризация ефективно смекчава многолъчевите ефекти и затова се използва широко в сателитните комуникации, като например GPS.
Хоризонтална поляризация
Хоризонтално поляризираните вълни са по-податливи на отражение от земната повърхност, което води до затихване на сигнала, особено при честоти под 1 GHz. Хоризонталната поляризация обикновено се използва за предаване на телевизионен сигнал, за да се постигне по-добро съотношение сигнал/шум.
Вертикална поляризация
Вертикално поляризираните нискочестотни вълни са предимство за разпространението на земни вълни. В сравнение с хоризонталната поляризация, вертикално поляризираните вълни са по-малко засегнати от повърхностните отражения и затова се използват широко в мобилните комуникации.
Всеки тип поляризация има своите предимства и ограничения. Проектантите на радиочестотни системи могат свободно да избират подходящата поляризация според специфичните системни изисквания.
За да научите повече за антените, моля, посетете:
Време на публикуване: 24 април 2026 г.
