Théorie de l'antenne - Largeur du faisceau
Dans ce chapitre, nous discuterons d'un autre facteur important du diagramme de rayonnement d'une antenne, appelé beam width. Dans le diagramme de rayonnement d'une antenne, le lobe principal est le faisceau principal de l'antenne où circule l'énergie maximale et constante rayonnée par l'antenne.
Beam widthest l'angle d'ouverture à partir duquel la majeure partie de la puissance est rayonnée. Les deux principales considérations de cette largeur de faisceau sont la largeur de faisceau de demi-puissance(HPBW) et largeur de la première poutre nulle (FNBW).
Largeur du faisceau demi-puissance
Selon la définition standard, «La séparation angulaire, dans laquelle l'amplitude du diagramme de rayonnement diminue de 50% (ou -3 dB) par rapport au pic du faisceau principal, est le Half Power Beam Width. »
En d'autres termes, la largeur du faisceau est la zone où la majeure partie de la puissance est rayonnée, qui est la puissance de crête. Half power beam width est l'angle dans lequel la puissance relative est supérieure à 50% de la puissance de crête, dans le champ rayonné effectif de l'antenne.
Indication de HPBW
Lorsqu'une ligne est tracée entre l'origine du diagramme de rayonnement et les points de demi-puissance sur le lobe principal, des deux côtés, l'angle entre ces deux vecteurs est appelé HPBW, demi-largeur de faisceau de puissance. Cela peut être bien compris à l'aide du diagramme suivant.
La figure montre les points de demi-puissance sur le lobe principal et HPBW.
Expression mathématique
L'expression mathématique de la demi-largeur du faisceau de puissance est -
$$ Half \: power \: Beam \: with = 70 \ lambda _ {/ D} $$Où
$ \ lambda $ est la longueur d'onde (λ = 0,3 / fréquence).
D est le diamètre.
Unités
L'unité de HPBW est radians ou degrees.
Largeur de la première poutre nulle
Selon la définition standard, «La portée angulaire entre les premiers nuls de motif adjacents au lobe principal, est appelée First Null Beam Width. »
Simplement, FNBW est la séparation angulaire, éloignée du faisceau principal, qui est dessinée entre les points nuls du diagramme de rayonnement, sur son lobe principal.
Indication de FNBW
Tracez des tangentes des deux côtés à partir de l'origine du diagramme de rayonnement, tangentielle au faisceau principal. L'angle entre ces deux tangentes est appelé Largeur de la première poutre nulle(FNBW).
Cela peut être mieux compris à l'aide du diagramme suivant.
L'image ci-dessus montre la demi-largeur de faisceau de puissance et la première largeur de faisceau nulle, marquées dans un diagramme de rayonnement avec les lobes mineurs et majeurs.
Expression mathématique
L'expression mathématique de la largeur de la première poutre nulle est
$$ FNBW = 2 HPBW $$ $$ FNBW \: 2 \ gauche (70 \ lambda / D \ droite) \: = 140 \ lambda / D $$Où
- $ \ lambda $ est la longueur d'onde (λ = 0,3 / fréquence).
- D est le diamètre.
Unités
L'unité de FNBW est radians ou degrees.
Longueur effective et zone effective
Parmi les paramètres d'antenne, la longueur effective et la surface effective sont également importantes. Ces paramètres nous aident à connaître les performances de l'antenne.
Longueur effective
Antenne La longueur effective est utilisée pour déterminer l'efficacité de polarisation de l'antenne.
Definition- «Le Effective length est le rapport de l'amplitude de la tension aux bornes ouvertes de l'antenne de réception à l'amplitude de l'intensité du champ du front d'onde incident, dans la même direction de polarisation de l'antenne. »
Lorsqu'une onde incidente arrive aux bornes d'entrée de l'antenne, cette onde a une certaine intensité de champ, dont la magnitude dépend de la polarisation de l'antenne. Cette polarisation doit correspondre à l'amplitude de la tension aux bornes du récepteur.
Expression mathématique
L'expression mathématique de la longueur effective est -
$$ l_ {e} = \ frac {V_ {oc}} {E_ {i}} $$Où
$ l_ {e} $ est la longueur effective.
$ V_ {oc} $ est une tension en circuit ouvert.
$ E_ {i} $ est la force du champ de l'onde incidente.
Zone efficace
Definition - "Effective area est la surface de l'antenne de réception, qui absorbe la majeure partie de la puissance du front d'onde entrant, jusqu'à la surface totale de l'antenne, qui est exposée au front d'onde. »
Toute la zone d'une antenne lors de la réception est confrontée aux ondes électromagnétiques entrantes, tandis que seule une partie de l'antenne reçoit le signal, connu sous le nom de effective area.
Seule une partie du front d'onde reçu est utilisée car une partie de l'onde est dispersée tandis qu'une autre est dissipée sous forme de chaleur. Par conséquent, sans tenir compte des pertes, la zone, qui utilise la puissance maximale obtenue par rapport à la zone réelle, peut être qualifiée deeffective area.
L'aire effective est représentée par $ A_ {eff} $.