Gambar 1. Wilayah sinar utama lan sidelobe sing digunakake kanggo nemtokake efisiensi sinar antena.
Apa sing diarani Efisiensi Sinar Antena?
Efisiensi pancaran antena, uga diarani efisiensi sinar utama, yaiku fraksi saka total daya radiasi antena sing ana ing njero wilayah sinar utama sing wis ditemtokake. Iki njawab pitakonan desain praktis: pira radiasi sing kasedhiya dikonsentrasikake menyang sektor sudut sing dimaksud tinimbang disebarake menyang sidelobes lan lobus mburi?
Kanggo antena panrima, timbal balik ngidini ide sing padha dideleng minangka fraksi daya sing ditampa sing dikumpulake liwat sinar utama nalika medan sekitar lan kondisi polarisasi ditetepake kanthi konsisten. Mulane, efisiensi sinar utamane migunani ing radar, radiometri, sambungan satelit, sistem gelombang mikro titik-ke-titik lan pangukuran antena, ing ngendi energi sing teka saka utawa metu menyang arah sing ora dikarepake bisa nyuda akurasi utawa nambah gangguan.
Ing Gambar 1, lobus utama ana ing tengah sumbu z. Yen sudut kerucut θ1nandhani nol pisanan utawa wates sinar utama liyane sing ditemtokake kanthi eksplisit, efisiensi sinar diitung kanthi nggabungake pola daya ing njero kerucut kasebut lan mbagi karo daya sing diintegrasi ing pola radiasi lengkap.
Formula Efisiensi Sinar Antena
Nggunakake pola daya normalisasi Pn(θ,φ), ekspresi efisiensi balok umum dituduhake ing ngisor iki:
Pembilang nggambarake daya sing ana ing njero sudut padhet sinar utama sing dipilih, ΩMBPenyebuté nggambarake total daya radiasi sing diintegrasikan ing 4π steradian. Nilai sing diasilake, ηB, tanpa dimensi lan biasane dilapurake minangka persentase.
- Pn(θ,φ)yaiku pola daya sing dinormalisasi. Yen data medan listrik sing diukur digunakake, istilah daya sing cocog sebanding karo |E|2.
- ΩMByaiku wilayah balok utama sing ditemtokake, asring diwatesi dening nol pertama utawa dening sudut kerucut sing ditetepake.
- θ lan φyaiku koordinat elevasi lan azimuth sing digunakake kanggo njlèntrèhaké pola radiasi kanthi lengkap.
Wates balok utama kudu tansah dinyatakake karo asil kasebut. Rong laboratorium bisa entuk nilai numerik sing beda saka pola sing padha yen salah sijine ngintegrasi menyang nol pertama dene liyane nggunakake kerucut sudut tetep. Kanggo balok pensil sing meh simetris rotasi, integrasi kasebut bisa disederhanakake kaya sing dituduhake ing ekspresi sabanjure.
Kepiye Cara Ngukur Efisiensi Sinar Antena?
Efisiensi sinar dipikolehi saka data pola radiasi tinimbang saka siji pembacaan boresight. Rentang medan jauh sing dikalibrasi, rentang uji antena kompak, utawa sistem medan dekat kanthi transformasi medan jauh sing divalidasi bisa digunakake. Kanggo array bertahap, pangukuran kudu diulang kanggo saben status sinar, frekuensi, lan polarisasi sing dibutuhake amarga kesalahan pemindaian lan amplitudo utawa fase bisa nyebarake maneh daya menyang sidelobes.
- Ukur pola radiasinutupi jangkoan sudut sing cukup kanggo nyakup balok utama, lobus samping, lan lobus mburi.
- Owahi kolom sing diukur dadi pola dayalan terapna normalisasi sing padha kanggo saben sampel sudut.
- Nemtokake wates balok utama, kayata kontur nol pisanan utawa sudut kerucut sing ditemtokake.
- Integrasiake kekuwatan ing njero wates kasebutlan bagi karo daya sing diintegrasikake ing pola lengkap.
- Laporkan kahanan uji coba, kalebu frekuensi, polarisasi, kahanan sinar, resolusi sudut lan definisi wates.
Sepasang potongan bidang-E lan bidang-H rong dimensi bisa nuduhake prilaku jembar beam lan sidelobe, nanging biasane ora nyedhiyakake nilai efisiensi beam telung dimensi sing lengkap kajaba simetri rotasi wis dijustifikasi. Data bola lengkap utawa data pola sing cukup lengkap menehi asil sing luwih bisa dipertahankan. Sinau luwih lengkap babagan RF MISO.kemampuan uji antena.
Efisiensi Beam vs. Istilah Efisiensi Antena Liyane
Efisiensi Sinar vs. Efisiensi Radiasi
Efisiensi radiasimbandhingaké daya sing diradiasi karo daya sing ditampa déning antena lan mulané nggambarake rugi-rugi konduktor lan dielektrik.Efisiensi baloknjlèntrèhaké menyang ngendi daya sing diradiasi lunga. Antena bisa duwé rugi internal sing sithik nanging isih nduwèni efisiensi pancaran sing sithik yèn daya sing substansial katon ing sidelobes utawa lobus mburi.
Efisiensi Balok vs. Direktivitas lan Gain
Direktivitasnjlèntrèhaké konsentrasi puncak pola radiasi relatif marang radiator isotropik. Gain nggabungake direktivitas karo efisiensi radiasi, déné gain sing direalisasi uga njlèntrèhaké ketidakcocokan impedansi. Efisiensi sinar béda amarga nggabungake daya ing wilayah sudut tinimbang mung ngevaluasi arah puncak.
Efisiensi Balok vs. Lebar Balok
Jembar sinar setengah daya yaiku jembar sudut antarane titik -3 dB saka lobus utama. Sinar sing sempit asring dibarengi karo direktivitas sing dhuwur, nanging ora kanthi dhewe mbuktekake efisiensi sinar sing dhuwur. Pola bisa duwe puncak sing sempit lan isih ngirim energi sing signifikan menyang sidelobes. Mulane, jembar sinar lan tingkat sidelobe kudu dideleng bebarengan karo nilai efisiensi sinar sing terintegrasi.
Apa sing Ngontrol Efisiensi Sorotan Antena?
1. Tingkat Lobus Sidelobe lan Lobus Belakang
Daya ing njaba wilayah sinar utama sing dipilih kanthi langsung nyuda efisiensi sinar. Sidelobes sing dhuwur bisa uga disebabake dening diskontinuitas aperture, jarak array, kesalahan amplitudo utawa profil iluminasi sing durung dioptimalake kanggo pola sing dibutuhake. Radiasi bali lan hamburan saka struktur ing sacedhake bisa uga duwe efek sing padha.
2. Katerangan Apertur lan Taper Amplitudo
Antena lan susunan apertur nggunakake distribusi amplitudo ing sadawane apertur sing nyebar. Distribusi sing meh seragam bisa ngasilake sinar utama sing sempit lan direktivitas sing dhuwur, nanging uga bisa ngasilake sidelobes sing relatif dhuwur. Nglamar taper amplitudo bisa nyuda sidelobes lan nyelehake luwih akeh daya pola total ing wilayah sing dikarepake, sanajan taper sing berlebihan bisa nggedhekake sinar utama lan nyuda gain puncak utawa efisiensi apertur. Mula, setelan sing paling apik yaiku trade-off khusus aplikasi.
3. Limpahan Pakan lan Penyumbatan Struktural
Ing antena reflektor, energi sing ora mlebu reflektor bakal nyebar lan ora nyumbang menyang sinar utama sing dikarepake. Dhukungan feed, subreflektor, utawa perangkat keras ing sacedhake uga bisa mblokir utawa nyebarake bagean saka medan aperture. Pemilihan feed sing bener, posisi fokus, lan penyelarasan mekanik mbantu ngontrol kerugian kasebut lan lobus sing ora dikarepake.
4. Fase, Amplitudo, lan Kasalahan Permukaan
Ketidakseimbangan fase antarane elemen array, kerugian feed sing ora padha, toleransi manufaktur, kesalahan permukaan reflektor lan distorsi radom bisa mindhah energi saka sinar sing dimaksud. Efek kasebut biasane dadi luwih penting nalika frekuensi mundhak amarga kesalahan dimensi tetep makili fraksi sing luwih gedhe saka dawa gelombang.
5. Kemurnian Polarisasi
Sawetara definisi efisiensi sinar mung kalebu daya ing polarisasi sing dikarepake. Radiasi terpolarisasi silang ing njero utawa njaba sinar utama banjur bisa nyuda nilai sing dilapurake. Polarisasi kudu ditemtokake kanthi konsisten ing simulasi, pangukuran, lan syarat sistem.
Efisiensi Beam, Beamwidth, lan Bandwidth Iku Beda
Efisiensi balokminangka rasio daya sudut terpadu.Jembaré sinarnjlèntrèhaké jembar sudut lobus utama ing tingkat sing wis ditemtokake, umumé titik setengah daya utawa -3 dB.Bandwidth antenanjlèntrèhaké rentang frekuensi ing ngendi syarat sing dipilih wis dipenuhi. Parameter kasebut saling mengaruhi, nanging ora bisa diijolake.
Desain bisa njaga VSWR sing bisa ditampa ing rentang frekuensi sing amba nalika arah sinar, tingkat sidelobe utawa efisiensi sinar owah sacara substansial cedhak pinggiran pita. Mula, kinerja pola kudu diverifikasi ing sawetara frekuensi tinimbang disimpulake saka bandwidth impedansi wae. Kanggo perawatan rinci babagan definisi rentang frekuensi, delengBandwidth Antena.
Kepiye carane ningkatake efisiensi sinar?
- Pilih aperture taper sing nyeimbangake penekanan sidelobe, jembar sinar utama, lan gain.
- Optimalake posisi umpan reflektor, katerangan pinggir, lan limpahan.
- Gunakna jarak elemen sing cocog lan kontrol amplitudo utawa fase sing akurat ing array supaya lobus ora kisi-kisi.
- Kurangi penyumbatan, panyebaran kabel, lan interaksi sing ora dikarepake karo struktur pemasangan utawa radom.
- Kontrol toleransi mesin, akurasi permukaan, lan keselarasan ing frekuensi operasi paling dhuwur.
- Verifikasi pola ko-polar lan lintas-polar ing pita operasi lengkap lan saben status sinar sing dibutuhake.
Efisiensi Sinar Tinggi Paling Penting Ing Endi?
Efisiensi sinar dhuwur iku penting banget nalika daya utawa energi sing ditampa kudu diwatesi ing arah sing wis ditemtokake. Tuladha khas kalebu radar pelacakan lan pencitraan target, sambungan komunikasi satelit, astronomi radio lan radiometri, sambungan gelombang mikro titik-ke-titik, sistem umpan reflektor, antena kalibrasi lan susunan sing diarahake sacara elektronik.
Ora ana persentase efisiensi sinar universal sing bener kanggo saben antena. Syarat sing migunani kudu nyatakake frekuensi operasi, polarisasi, kahanan sinar lan wates sudut, bebarengan karo prilaku sidelobe lan backlobe sing bisa ditampa. Iki ndadekake data supplier, simulasi, lan asil sing diukur bisa dibandhingake langsung.
Apa sing kudune dicek dening para panuku ing lembar data Antena?
Nalika kontrol sinar iku penting, aja mung ngevaluasi antena saka gain puncak wae. Takon marang pabrikan data pola lan kondisi uji apa sing kasedhiya kanggo model lan rentang frekuensi sing tepat.
- Rentang frekuensi operasi lan frekuensi sing digunakake kanggo pangukuran pola
- Gain, jembaré sinar setengah daya, lan tingkat sidelobe pertama versus frekuensi
- Pola radiasi ko-polar lan lintas-polar ing bidang sing dibutuhake utawa liwat pindai sferis
- Wates sudut lan polarisasi sing digunakake kanggo ngetung efisiensi balok, nalika nilai kasebut ditemtokake
- VSWR, konektor utawa antarmuka pandu gelombang, penanganan daya lan syarat lingkungan
- Toleransi mekanik, susunan pemasangan, lan konfigurasi radome utawa reflektor-feed apa wae
Solusi Antena Gelombang Mikro RF MISO
RF MISO nyediakake antena gelombang mikro lan milimeter kanggo pangukuran, radar, komunikasi, lan integrasi sistem. Kulawarga produk sing relevan kalebuantena klakson gain standar, antena reflektorlanantena susunanSpesifikasi khusus model lan data uji sing kasedhiya kudu ditinjau maneh miturut frekuensi, polarisasi, gain, lan kinerja pola sing dibutuhake.
Kanggo pilihan antena utawa kabutuhan khusus,hubungi RF MISO at info@rf-miso.com.
Wektu kiriman: 12 Juli 2024
