1-сурет. Антенна сәулесінің тиімділігін анықтау үшін қолданылатын негізгі сәуле және бүйірлік бөлік аймақтары.
Антенна сәулесінің тиімділігі дегеніміз не?
Антенна сәулесінің тиімділігі, сондай-ақ негізгі сәуле тиімділігі деп аталады, антеннаның жалпы сәулелену қуатының анықталған негізгі сәуле аймағына түсетін бөлігі. Ол практикалық жобалау сұрағына жауап береді: қолжетімді сәулеленудің қанша бөлігі бүйірлік бөліктерге және артқы бөлікке бөлінудің орнына мақсатты бұрыштық секторға шоғырланған?
Қабылдаушы антенна үшін өзара әрекеттесу қоршаған өріс пен поляризация шарттары біркелкі анықталған кезде негізгі сәуле арқылы жиналған қабылданған қуаттың үлесі ретінде қарастыруға мүмкіндік береді. Сондықтан сәуле тиімділігі әсіресе радарда, радиометрияда, спутниктік байланыстарда, нүктеден нүктеге микротолқынды жүйелерде және антеннаны өлшеуде пайдалы, мұнда қажет емес бағыттардан келетін немесе кететін энергия дәлдікті төмендетуі немесе кедергіні арттыруы мүмкін.
1-суретте негізгі бөлік z осінің орталығында орналасқан. Егер конус бұрышы θ болса1бірінші нөлді немесе басқа нақты көрсетілген негізгі сәуле шекарасын белгілейді, сәуле тиімділігі сол конустың ішіне қуат үлгісін біріктіру және оны толық сәулелену үлгісі бойынша біріктірілген қуатқа бөлу арқылы есептеледі.
Антенна сәулесінің тиімділігі формуласы
Қалыптандырылған қуат үлгісін пайдалану Pn(θ,φ), жалпы сәуле тиімділігінің өрнегі төменде көрсетілген:
Алымы таңдалған негізгі сәуленің тұтас бұрышының ішіндегі қуатты, Ω білдіредіMBБөлгіш 4π стерадианға біріктірілген жалпы сәулелену қуатын білдіреді. Алынған мән, ηB, өлшемсіз және әдетте пайызбен көрсетіледі.
- Pn(θ,φ)нормаланған қуат үлгісі болып табылады. Егер өлшенген электр өрісінің деректері пайдаланылса, сәйкес қуат мүшесі |E|-ге пропорционалды болады.2.
- ΩMBкөрсетілген негізгі сәуле аймағы болып табылады, көбінесе алғашқы нөлдермен немесе анықталған конус бұрышымен шектеледі.
- θ және φтолық радиациялық үлгіні сипаттау үшін қолданылатын биіктік және азимут координаттары болып табылады.
Негізгі сәуле шекарасы әрқашан нәтижемен көрсетілуі керек. Екі зертхана бірдей үлгіден әртүрлі сандық мәндерді ала алады, егер біреуі бірінші нөлге интегралданса, ал екіншісі бекітілген бұрыштық конусты пайдаланса. Шамамен айналмалы симметриялы қарындаш сәулесі үшін интегралдауды келесі өрнекте көрсетілгендей жеңілдетуге болады.
Антенна сәулесінің тиімділігі қалай өлшенеді?
Сәуле тиімділігі бір реттік бұрғылау көрсеткішінен емес, сәулелену үлгісінің деректерінен алынады. Калибрленген алыс өрісті диапазон, ықшам антенна сынақ диапазоны немесе тексерілген алыс өрісті түрлендіруі бар жақын өрісті жүйе пайдаланылуы мүмкін. Фазаланған массивтер үшін өлшеу әрбір қажетті сәуле күйі, жиілік және поляризация үшін қайталануы керек, себебі сканерлеу және амплитуда немесе фазалық қателер қуатты бүйірлік бөліктерге қайта бөлуі мүмкін.
- Радиациялық үлгіні өлшеңізнегізгі сәулені, бүйірлік бөліктерді және артқы бөлікті қамту үшін жеткілікті бұрыштық жабын үстінде.
- Өлшенген өрісті қуат үлгісіне түрлендіріңізжәне әрбір бұрыштық үлгіге бірдей нормалауды қолданыңыз.
- Негізгі сәуле шекарасын анықтаңыз, мысалы, бірінші нөлдік контур немесе көрсетілген конус бұрышы.
- Сол шекараның ішіндегі қуатты біріктіріңізжәне оны толық үлгі бойынша интегралданған дәрежеге бөліңіз.
- Сынақ шарттарын хабарлау, жиілікті, поляризацияны, сәуле күйін, бұрыштық ажыратымдылықты және шекаралық анықтаманы қоса алғанда.
Екі өлшемді E-жазықтық және H-жазықтық кесінділерінің жұбы сәуле ені мен бүйірлік бөліктің мінез-құлқын көрсете алады, бірақ айналмалы симметрия негізделмесе, әдетте толық үш өлшемді сәуле тиімділігі мәнін бермейді. Толық сфералық немесе жеткілікті толық үлгі деректері қорғаныс нәтиже береді. РФ MISO туралы көбірек біліңіз.антеннаны сынау мүмкіндіктері.
Сәуле тиімділігі және басқа антенна тиімділігі терминдері
Сәуле тиімділігі және радиациялық тиімділік
Радиациялық тиімділіксәулелену қуатын антенна қабылдаған қуатпен салыстырады және сондықтан өткізгіш пен диэлектрлік шығындарды көрсетеді.Сәуле тиімділігісәулелену қуатының қайда кететінін сипаттайды. Антеннаның ішкі шығыны төмен болуы мүмкін, бірақ бүйірлік бөліктерде немесе артқы бөліктерде айтарлықтай қуат пайда болса, сәуле тиімділігі орташа болады.
Сәуле тиімділігі және бағыттылық және күшейту
Бағыттауизотропты радиаторға қатысты сәулелену үлгісінің шың концентрациясын сипаттайды. Күшейту бағыттылықты сәулелену тиімділігімен біріктіреді, ал жүзеге асырылған күшейту импеданс сәйкессіздігін де ескереді. Сәуле тиімділігі әртүрлі, себебі ол тек шың бағытын бағалаудың орнына бұрыштық аймақ бойынша қуатты біріктіреді.
Сәуле тиімділігі және сәуле ені
Жартылай қуатты сәуле ені - негізгі бөліктің -3 дБ нүктелері арасындағы бұрыштық ен. Тар сәуле көбінесе жоғары бағытталумен бірге жүреді, бірақ ол өздігінен жоғары сәуле тиімділігін дәлелдемейді. Өрнектің шыңы тар болуы мүмкін және бүйір бөліктерге айтарлықтай энергия жібереді. Сондықтан сәуле ені мен бүйір бөлік деңгейі интеграцияланған сәуле тиімділігі мәнімен бірге қарастырылуы керек.
Антенна сәулесінің тиімділігін не басқарады?
1. Бүйірлік және артқы бөлік деңгейлері
Таңдалған негізгі сәуле аймағынан тыс қуат сәуле тиімділігін тікелей төмендетеді. Жоғары бүйірлік бөліктер диафрагманың үзілістеріне, массив аралығына, амплитуда қателеріне немесе қажетті үлгіге оңтайландырылмаған жарықтандыру профиліне байланысты болуы мүмкін. Жақын маңдағы құрылымдардан келетін кері сәулелену және шашыраулар да осындай әсер етуі мүмкін.
2. Диафрагмалық жарықтандыру және амплитудалық конус
Диафрагма антенналары мен массивтері сәулеленетін диафрагма бойынша амплитудалық таралуды пайдаланады. Біркелкі таралу тар негізгі сәулені және жоғары бағытталуды тудыруы мүмкін, бірақ сонымен бірге салыстырмалы түрде жоғары бүйірлік бөліктерді де тудыруы мүмкін. Амплитудалық конусты қолдану бүйірлік бөліктерді басып, жалпы үлгі қуатының көбірек бөлігін қажетті аймаққа орналастыруы мүмкін, дегенмен шамадан тыс конус негізгі сәулені кеңейтіп, шыңның күшеюін немесе диафрагма тиімділігін төмендетуі мүмкін. Сондықтан ең жақсы параметр - қолданбаға тән ымыраға келу.
3. Қоректендірудің төгілуі және құрылымдық бітелу
Шағылыстырғыш антеннасында шағылыстырғышты жіберіп алған энергия басқа жаққа шашырап кетеді және қажетті негізгі сәулеге ықпал етпейді. Беру тіректері, қосалқы шағылыстырғыш немесе жақын маңдағы жабдық та диафрагма өрісінің бір бөлігін жауып тастауы немесе шашыратуы мүмкін. Дұрыс беруді таңдау, фокустық орналастыру және механикалық туралау бұл шығындарды және қажетсіз бөліктерді бақылауға көмектеседі.
4. Фаза, амплитуда және беттік қателіктер
Массив элементтері арасындағы фазалық теңгерімсіздік, берілудің тең емес жоғалуы, өндірістік төзімділік, шағылыстырғыш бетінің қателігі және радомның бұрмалануы энергияны мақсатты сәуледен алыстата алады. Бұл әсерлер әдетте жиілік артқан сайын маңызды бола түседі, себебі бекітілген өлшемді қателік толқын ұзындығының үлкен бөлігін білдіреді.
5. Поляризация тазалығы
Кейбір сәуле тиімділігінің анықтамаларына тек қажетті поляризациядағы қуат кіреді. Негізгі сәуленің ішіндегі немесе сыртындағы айқаспалы поляризацияланған сәулелену есептелген мәнді төмендетуі мүмкін. Поляризация модельдеуде, өлшеуде және жүйелік талаптарда үнемі көрсетілуі керек.
Сәуле тиімділігі, сәуле ені және өткізу қабілеттілігі әртүрлі
Сәуле тиімділігіинтегралды бұрыштық қуат қатынасы болып табылады.Сәуле енінегізгі бөліктің бұрыштық енін белгіленген деңгейде, әдетте жартылай қуат немесе -3 дБ нүктелерінде сипаттайды.Антеннаның өткізу қабілетітаңдалған талаптар қанағаттандырылатын жиілік диапазонын сипаттайды. Бұл параметрлер бір-біріне әсер етеді, бірақ олар бір-бірін алмастырмайды.
Дизайн кең жиілік диапазонында VSWR қабылданатын диапазонын сақтай алады, ал оның сәуле бағыты, бүйірлік деңгейі немесе сәуле тиімділігі жолақ шеттеріне жақын жерде айтарлықтай өзгереді. Сондықтан үлгінің өнімділігі тек импеданс өткізу жолағынан емес, бірнеше жиілікте тексерілуі керек. Жиілік диапазонының анықтамаларын егжей-тегжейлі қарастыру үшін қараңыз.Антеннаның өткізу қабілеті.
Сәуле тиімділігін қалай жақсартуға болады?
- Бүйірлік бөліктің басылуын, негізгі сәуленің енін және күшейтуді теңестіретін диафрагма конусын таңдаңыз.
- Шағылыстырғыштың беріліс орнын, жиек жарықтандыруын және шашыраңқы жарықты оңтайландырыңыз.
- Торлы бөліктерді болдырмау үшін массивтерде тиісті элементтер аралығын және дәл амплитуда немесе фаза басқаруын пайдаланыңыз.
- Бітелуді, кабельдің шашырауын және бекіту құрылымымен немесе радоммен қажетсіз өзара әрекеттесуді азайтыңыз.
- Ең жоғары жұмыс жиілігінде өңдеу төзімділігін, бетінің дәлдігін және туралануын басқарыңыз.
- Толық жұмыс диапазонында және әрбір қажетті сәуле күйінде кополярлық және көлденең полярлық үлгілерді тексеріңіз.
Жоғары сәуленің тиімділігі қай жерде маңыздырақ?
Жоғары сәуле тиімділігі, әсіресе, қуат немесе қабылданған энергия нақты анықталған бағытпен шектелуі керек болған кезде өте құнды. Типтік мысалдарға нысананы бақылау және бейнелеу радары, спутниктік байланыс байланыстары, радиоастрономия және радиометрия, нүктеден нүктеге микротолқынды байланыстар, шағылыстырғыш-беру жүйелері, калибрлеу антенналары және электронды басқарылатын массивтер жатады.
Әрбір антенна үшін дұрыс әмбебап сәуле тиімділігі пайызы жоқ. Пайдалы талапта жұмыс жиілігі, поляризация, сәуле күйі және бұрыштық шекара, сондай-ақ бүйірлік және артқы бөліктердің қолайлы мінез-құлқы көрсетілуі керек. Бұл жеткізуші деректерін, модельдеуді және өлшенген нәтижелерді тікелей салыстыруға мүмкіндік береді.
Сатып алушылар антенна деректер парағында нені тексеруі керек?
Сәулені басқару маңызды болған кезде, антеннаны тек шыңдық күшейту арқылы бағаламаңыз. Өндірушіден нақты модель мен жиілік диапазоны үшін қандай үлгі деректері мен сынақ шарттары қолжетімді екенін сұраңыз.
- Жұмыс жиілік диапазоны және үлгіні өлшеу үшін қолданылатын жиіліктер
- Күшейту, жартылай қуат сәулесінің ені және бірінші бүйірлік деңгейдің жиілікке қатыстылығы
- Қажетті жазықтықтардағы немесе сфералық сканерлеу үстіндегі кополярлық және көлденең полярлық сәулелену үлгілері
- Сәуле тиімділігін есептеу үшін қолданылатын бұрыштық шекара және поляризация, бұл мән көрсетілген кезде
- VSWR, қосқыш немесе толқын бағыттаушы интерфейсі, қуатты басқару және қоршаған орта талаптары
- Механикалық төзімділіктер, орнату орналасуы және кез келген радом немесе шағылыстырғыш-беру конфигурациясы
RF MISO микротолқынды антенна шешімдері
RF MISO өлшеу, радар, байланыс және жүйелік интеграция үшін микротолқынды және миллиметрлік толқынды антенналарды жеткізеді. Тиісті өнім топтарына мыналар кіреді:стандартты күшейту мүйізді антенналары, рефлекторлы антенналаржәнемассивтік антенналарМодельге тән сипаттамалар мен қолжетімді сынақ деректері қажетті жиілік, поляризация, күшейту және үлгі өнімділігімен салыстырылуы керек.
Антеннаны таңдау немесе теңшелген талап үшін,РФ MISO-мен байланысыңыз at info@rf-miso.com.
Жарияланған уақыты: 2024 жылғы 12 шілде
