Tässä luvussa käsitellään antennin säteilykeilojen parametreja, jotka auttavat meitä ymmärtämään keilan ominaisuuksia.
Säteen alue
Standardin määritelmän mukaan: ”Jos säteilyn intensiteetti P(θ,ϕ) pysyy maksimiarvossaan avaruuskulman ΩA yli ja on muualla nolla, niin säteen pinta-ala on avaruuskulma, jonka läpi kaikki antennin säteilemä teho kulkee.”
Antennin säteilemä säde lähetetään tietyssä avaruuskulmassa, jossa säteilyn intensiteetti on suurin. Tätä avaruuskulmaa kutsutaan säteen pinta-alaksi ja sitä merkitään ΩA:lla.
Tämän avaruuskulman ΩA sisällä säteilyintensiteetin P(θ,ϕ) tulisi olla vakio ja maksimissaan, ja muualla nolla. Näin ollen kokonaissäteilyteho saadaan kaavasta:
Säteilyteho=P(θ,ϕ)⋅ΩA(wattia)
Sädekulma viittaa yleensä pääkeilan puolitehopisteiden väliseen avaruuskulmaan.
Matemaattinen lauseke
Palkin pinta-alan matemaattinen lauseke on:
jossa differentiaalinen avaruuskulma on:
dΩ=sinθdθdϕ
Tässä Pn(θ,ϕ) on normalisoitu säteilyn intensiteetti.
• ΩA edustaa säteen kokonaiskulmaa (säteen pinta-alaa).
• θ on kulma-asennon funktio.
• ϕ on säteittäisen etäisyyden funktio.
Yksikkö
Palkin pinta-alan yksikkö onsteradiaani (sr).
Säteen tehokkuus
Standardin määritelmän mukaan: ”Säteen hyötysuhde on pääsäteen säteen pinta-alan suhde säteilevän säteen kokonaispinta-alaan.”
Antennin säteilemä energia riippuu sen suuntaavuudesta. Suunnalla, johon antenni säteilee eniten tehoa, on suurin hyötysuhde, kun taas osa energiasta häviää sivukeiloissa. Pääkeilan suurimman säteilyenergian suhdetta kokonaissäteilyenergiaan, jossa hävikki on pienin, kutsutaan säteen hyötysuhteeksi.
Matemaattinen lauseke
Palkin hyötysuhteen matemaattinen lauseke on:
jossa
•ηB on säteen hyötysuhde (dimensioton),
• ΩMB on pääsäteen avaruuskulma (säteen pinta-ala),
• ΩA on säteilevän säteen kokonaiskulma.
Antennin polarisaatio
Antennit voidaan suunnitella erilaisilla polarisaatioilla käyttötarkoituksen vaatimusten mukaan, kuten lineaarisella tai ympyräpolarisaatiolla. Polarisaation tyyppi määrää antennin säteen ominaisuudet ja polarisaatiotilan vastaanoton tai lähetyksen aikana.
Lineaarinen polarisaatio
Kun sähkömagneettinen aalto lähetetään tai vastaanotetaan, sen etenemissuunta voi vaihdella. Lineaarisesti polarisoitu antenni pitää sähkökentän vektorin rajoitettuna kiinteään tasoon, keskittäen siten energian tiettyyn suuntaan ja vaimentaen samalla muita suuntia. Täten lineaarinen polarisaatio auttaa parantamaan antennin suuntaavuutta.
Pyöreä polarisaatio
Ympyräpolarisoidussa aallossa sähkökentän vektori pyörii ajan kuluessa, ja sen ortogonaaliset komponentit ovat amplitudiltaan yhtä suuret ja 90° vaiheepätasapainossa, mikä johtaa siihen, ettei kiinteää suuntaa ole. Ympyräpolarisaatio lieventää tehokkaasti monitievaikutuksia ja sitä käytetään siksi laajalti satelliittiviestinnässä, kuten GPS:ssä.
Vaakasuora polarisaatio
Vaakasuoraan polarisoidut aallot heijastuvat alttiimmin maan pinnalta, mikä aiheuttaa signaalin vaimenemista, erityisesti alle 1 GHz:n taajuuksilla. Vaakasuoraa polarisaatiota käytetään yleisesti televisiosignaalin lähetyksessä paremman signaali-kohinasuhteen saavuttamiseksi.
Vertikaalinen polarisaatio
Vertikaalisesti polarisoidut matalataajuiset aallot ovat edullisia maa-aaltojen etenemisen kannalta. Verrattuna vaakasuoraan polarisaatioon, vertikaalisesti polarisoidut aallot ovat vähemmän alttiita pintaheijastuksille ja siksi niitä käytetään laajalti matkaviestinnässä.
Jokaisella polarisaatiotyypillä on omat etunsa ja rajoituksensa. RF-järjestelmien suunnittelijat voivat vapaasti valita sopivan polarisaation tiettyjen järjestelmävaatimusten mukaan.
Lisätietoja antenneista saat osoitteesta:
Julkaisuaika: 24.4.2026
