I en antenns strålningsmönster representerar huvudloben antennens huvudstråle, genom vilken den maximala och mest koncentrerade energin utstrålas.
Strålbredden är vinkelbredden på den öppning genom vilken majoriteten av effekten utstrålas. De två huvudparametrarna som används för att karakterisera strålbredden är halveffektstrålbredden (HPBW) och första nollstrålbredden (FNBW).
Halv effektstrålbredd (HPBW)
Enligt standarddefinitionen kallas vinkelavståndet över vilket strålningsmönstrets amplitud sjunker med 50 % (dvs. -3 dB) från huvudlobens topp för halv effektstrålbredd.
Med andra ord är strålbredden det område över vilket antennen utstrålar majoriteten av sin effekt, vilket motsvarar området nära toppeffekten. Halveffektsstrålbredden är det vinkelområde inom vilket den relativa effekten i antennens effektiva strålningsfält överstiger 50 % av toppeffekten.
Geometrisk tolkning av HPBW
Dra en linje från origo till vardera sidan av huvudloben vid halva effektpunkterna på strålningsmönstret. Vinkeln mellan dessa två vektorer är strålbredden vid halv effekt (HPBW). Följande figur hjälper till att illustrera detta koncept.
Figuren visar antennens huvudlob och halva effektpunkterna på huvudloben.
Matematiskt uttryck
En ungefärlig formel för halv effektstrålbredden är:
där:
•λ är den operativa våglängden,
•D är antennens öppningsdimension (vanligtvis diameter eller sidlängd).
Enheten för halveffektsstrålbredd (HPBW) är radianer eller grader.
Första nollstrålbredd (FNBW)
Enligt standarddefinitionen kallas vinkelavståndet mellan de första nollpunkterna intill huvudloben för den första nollstrålbraden.
Enkelt uttryckt är FNBW vinkelspannet mellan de första mönstret nollpunkterna på vardera sidan om huvudbalken.
Geometrisk tolkning av FNBW
Från strålningsmönstrets origo, dra linjer som tangerar huvudstrålen på varje sida. Vinkeln mellan dessa två tangentlinjer är den första nollstrålbredden (FNBW). Följande figur hjälper till att illustrera detta koncept tydligare.
Figuren ovan visar halveffektstrålbredden (HPBW) och den första nollstrålbredden (FNBW) på ett strålningsmönster, med huvudloben och sidoloberna indikerade.
Matematiskt uttryck
Förhållandet mellan den första nollstrålbredden (FNBW) och halveffektstrålbredden (HPBW) kan approximeras som:
Om vi ersätter HPBW ≈ 70λ/D får vi:
där λ är våglängden och D är antennens öppningsdimension.
Enhet
Enheten för First Null Beamwidth (FNBW) är radianer (rad) eller grader (°).
Effektiv längd och effektiv area
Bland antennparametrar är effektiv längd och effektiv area också viktiga mätvärden som hjälper till att utvärdera antennens prestanda.
Effektiv längd
En antenns effektiva längd används för att karakterisera dess polarisationseffektivitet.
DefinitionEffektiv längd är förhållandet mellan amplituden i tomgångsspänningen vid mottagarantennens terminaler och amplituden för den infallande elektriska fältstyrkan i samma polarisationsriktning som antennen. När en infallande våg når antennens ingång har den en viss elektrisk fältstyrka vars amplitud beror på antennens polarisering. Denna polarisering bör matcha spänningsamplituden vid mottagarterminalerna för optimal signalmottagning.
Matematiskt uttryck
Det matematiska uttrycket för effektiv längd är:
där:
•le är antennens effektiva längd,
•Voc är den öppna spänningsamplituden vid mottagarantennens terminaler,
•Ei är amplituden för det infallande elektriska fältets styrka i samma polarisationsriktning som antennen.
Effektivt område
Definition: Effektiv area är den del av en mottagarantenns area som absorberar energi från den infallande vågfronten och omvandlar den till en elektrisk signal; den är i allmänhet mindre än antennens fysiska aperturarea.
Under mottagning exponeras antennens hela fysiska område för den infallande elektromagnetiska vågfronten, men endast en del av det fångar effektivt signalen. Denna del kallas det effektiva området.
Anledningen till att endast en bråkdel av vågfrontsenergin utnyttjas är att en del av den infallande vågen sprids av antennen, medan en annan del kan avges som värme. Därför kallas den area som, multiplicerad med den infallande effekttätheten, ger maximal erhållbar effekt från antennen, under ideala förhållanden utan förluster, för den effektiva arean.
Det effektiva området betecknas vanligtvis medAeff.
För att lära dig mer om antenner, besök:
Publiceringstid: 30 april 2026
