Théorie de l'antenne - Faisceau et polarisation

Ce chapitre traite des paramètres du faisceau rayonné de l'antenne. Ces paramètres nous aident à connaître les spécifications du faisceau.

Zone du faisceau

Selon la définition standard, «la zone du faisceau est l'angle solide à travers lequel toute la puissance rayonnée par l'antenne serait diffusée si P (θ, Ø) maintenait sa valeur maximale sur Ω A et était nulle ailleurs.»

Le faisceau rayonné de l'antenne sort d'un angle à l'antenne, connu sous le nom d'angle solide, où l'intensité du rayonnement de puissance est maximale. Cesolid beam angle est appelé comme le beam area. Il est représenté parΩA.

L'intensité de rayonnement P (θ, Ø) doit être maintenue constante et maximale sur tout l'angle de faisceau solide Ω A , sa valeur étant nulle ailleurs.

$$ Puissance \ rayonnée = P (\ theta, \ Phi) \ Omega_ {A} \: watts $$

L'angle du faisceau est un ensemble d'angles entre les demi-points de puissance du lobe principal.

Expression mathématique

L'expression mathématique de la zone de poutre est

$$ \ Omega_ {A} = \ int_ {0} ^ {2 \ pi} \ int_ {0} ^ {\ pi} P _ {\ pi} (\ theta, \ Phi) d \ Omega \ wattts $$ $$ d \ Omega = \ sin \ theta \ d \ theta \ d \ Phi \ watts $$

Où

  • $ \ Omega_ {A} $ est l'angle du faisceau solide.
  • $ \ theta $ est la fonction de la position angulaire.
  • $ \ Phi $ est la fonction de la distance radiale.

Unités

L'unité de surface du faisceau est watts.

Efficacité du faisceau

Selon la définition standard, «le beam efficiency indique le rapport entre la surface du faisceau du faisceau principal et la surface totale du faisceau rayonné. »

L'énergie émise par une antenne est projetée en fonction de la directivité de l'antenne. La direction dans laquelle une antenne émet plus de puissance a une efficacité maximale, tandis qu'une partie de l'énergie est perdue dans les lobes latéraux. L'énergie maximale rayonnée par le faisceau, avec des pertes minimales, peut être qualifiée debeam efficiency.

Expression mathématique

L'expression mathématique de l'efficacité du faisceau est -

$$ \ eta_ {B} = \ frac {\ Omega_ {MB}} {\ Omega_ {A}} $$

Où,

  • $ \ eta_ {B} $ est l'efficacité du faisceau.
  • $ \ Omega_ {MB} $ est la zone de poutre de la poutre principale.
  • $ \ Omega_ {A} $ est l'angle total du faisceau solide (surface du faisceau).

Polarisation d'antenne

Une antenne peut être polarisée en fonction de nos besoins. Il peut être polarisé linéairement ou polarisé circulairement. Le type de polarisation de l'antenne décide du diagramme du faisceau et de la polarisation à la réception ou à l'émission.

Polarisation linéaire

Lorsqu'une onde est émise ou reçue, cela peut être fait dans différentes directions. lelinear polarizationde l'antenne aide à maintenir l'onde dans une direction particulière, en évitant toutes les autres directions. Bien que cette polarisation linéaire soit utilisée, le vecteur champ électrique reste dans le même plan. Par conséquent, nous utilisons cette polarisation linéaire pour améliorer ladirectivity de l'antenne.

Polarisation circulaire

Lorsqu'une onde est polarisée de manière circulaire, le vecteur de champ électrique semble tourner avec toutes ses composantes perdant leur orientation. Le mode de rotation peut également être parfois différent. Cependant, en utilisantcircular polarization, l'effet du multi-trajet est réduit et est donc utilisé dans les communications par satellite telles que GPS.

Polarisation horizontale

La polarisation horizontale rend l'onde faible, car les réflexions de la surface de la terre l'affectent. Ils sont généralement faibles aux basses fréquences inférieures à 1 GHz.Horizontal polarization est utilisé dans la transmission de TV signals pour obtenir un meilleur rapport signal sur bruit.

Polarisation verticale

Les ondes polarisées verticalement basse fréquence sont avantageuses pour la transmission des ondes de sol. Ceux-ci ne sont pas affectés par les réflexions de surface comme celles polarisées horizontalement. D'où levertical polarization est utilisé pour mobile communications.

Chaque type de polarisation a ses propres avantages et inconvénients. Un concepteur de système RF est libre de sélectionner le type de polarisation, en fonction des exigences du système.