Antennin säteilykuviossa pääkeila edustaa antennin pääkeilaa, jonka läpi säteilee suurin ja keskittynein energia.
Säteenleveys on sen aukon kulmaleveys, jonka läpi suurin osa tehosta säteilee. Kaksi tärkeintä säteenleveyden kuvaamiseen käytettyä parametria ovat puolitehosäteenleveys (HPBW) ja ensimmäinen nollasäteenleveys (FNBW).
Puolitehoinen keilanleveys (HPBW)
Standardimääritelmän mukaan kulmaetäisyyttä, jolla säteilykuvion amplitudi laskee 50 % (eli -3 dB) pääkeilan huipusta, kutsutaan puolitehokeilan leveydeksi.
Toisin sanoen keilanleveys on alue, jolla antenni säteilee suurimman osan tehostaan, ja se vastaa huipputehon lähellä olevaa aluetta. Puolitehoinen keilanleveys on kulma-alue, jolla antennin efektiivisen säteilykentän suhteellinen teho ylittää 50 % huipputehosta.
HPBW:n geometrinen tulkinta
Säteilykuviossa piirrä viiva origosta pääkeilan kummallekin puolelle puolitehopisteisiin. Näiden kahden vektorin välinen kulma on puolitehosäteen leveys (HPBW). Seuraava kuva havainnollistaa tätä käsitettä.
Kuvassa näkyy antennin pääkeila ja pääkeilan puolitehopisteet.
Matemaattinen lauseke
Puolitehoisen säteenleveyden arvioitu kaava on:
jossa:
•λ on toiminta-aallonpituus,
•D on antenniaukon mitta (tyypillisesti halkaisija tai sivun pituus).
Puolitehoisen keilanleveyden (HPBW) yksikkö on radiaani tai aste.
Ensimmäisen nollan säteenleveys (FNBW)
Standardin määritelmän mukaan pääkeilan vieressä olevien ensimmäisten nollakohtien välistä kulmaetäisyyttä kutsutaan ensimmäisen nollakohdan keilanleveydeksi.
Yksinkertaisesti sanottuna FNBW on kulmaväli ensimmäisten kuvion nollakohtien välillä pääpalkin kummallakin puolella.
FNBW:n geometrinen tulkinta
Säteilykuvion lähtöpisteestä piirretään pääsäteen kummallekin puolelle tangenttiviivat. Näiden kahden tangenttiviivan välinen kulma on ensimmäinen nollasäteen leveys (FNBW). Seuraava kuva havainnollistaa tätä käsitettä selkeämmin.
Yllä oleva kuva näyttää puolitehokeilanleveyden (HPBW) ja ensimmäisen nollakeilanleveyden (FNBW) säteilykuviossa, jossa pääkeila ja sivukeilat on merkitty.
Matemaattinen lauseke
Ensimmäisen nollasäteenleveyden (FNBW) ja puolitehosäteenleveyden (HPBW) välinen suhde voidaan arvioida seuraavasti:
Sijoittamalla HPBW ≈ 70λ/D saadaan:
jossa λ on aallonpituus ja D on antenniaukon mitta.
Yksikkö
Ensimmäisen nollasäteen leveyden (FNBW) yksikkö on radiaani (rad) tai aste (°).
Tehokas pituus ja tehollinen pinta-ala
Antenniparametreista efektiivinen pituus ja efektiivinen pinta-ala ovat myös tärkeitä mittareita, jotka auttavat arvioimaan antennin suorituskykyä.
Tehokas pituus
Antennin tehollista pituutta käytetään sen polarisaatiotehokkuuden kuvaamiseen.
MääritelmäEfektiivinen pituus on vastaanottoantennin liittimien avoimen piirin jännitteen amplitudin suhde tulevan sähkökentän voimakkuuden amplitudiin samassa polarisaatiosuunnassa kuin antenni. Kun tuleva aalto saavuttaa antennin tulon, sillä on tietty sähkökentän voimakkuus, jonka amplitudi riippuu antennin polarisaatiosta. Tämän polarisaation tulisi vastata vastaanottimen liittimien jännitteen amplitudia optimaalisen signaalin vastaanoton varmistamiseksi.
Matemaattinen lauseke
Efektiivisen pituuden matemaattinen lauseke on:
jossa:
•le on antennin efektiivinen pituus,
•Voc on vastaanottoantennin liittimien tyhjäkäynnin jännitteen amplitudi,
•Ei on tulevan sähkökentän voimakkuuden amplitudi samassa polarisaatiosuunnassa kuin antenni.
Tehokas alue
Määritelmä: Efektiivinen pinta-ala on vastaanottoantennin pinta-alan osa, joka absorboi energiaa tulevasta aaltorintamasta ja muuntaa sen sähköiseksi signaaliksi; se on yleensä pienempi kuin antennin fyysinen aukon pinta-ala.
Vastaanoton aikana koko antennin fyysinen alue altistuu tulevalle sähkömagneettiselle aaltorintamalle, mutta vain osa siitä sieppaa signaalin tehokkaasti. Tätä osaa kutsutaan efektiiviseksi alueeksi.
Syy siihen, miksi vain murto-osa aaltorintaman energiasta hyödynnetään, on se, että osa tulevasta aallosta siroaa antennin mukana, kun taas toinen osa voi haihtua lämpönä. Siksi ihanteellisissa olosuhteissa ilman häviöitä pinta-alaa, joka kerrottuna tulevalla tehotiheydellä antaa antennista saatavan maksimaalisen tehon, kutsutaan efektiiviseksi pinta-alaksi.
Tehokasta pinta-alaa merkitään yleisestiAeff.
Lisätietoja antenneista saat osoitteesta:
Julkaisuaika: 30.4.2026
