天线理论 - 波束和极化

本章讨论天线辐射波束的参数。这些参数有助于我们了解梁的规格。

光束面积

_{根据标准定义，“波束面积是一个立体角，如果 P (θ, Ø) 保持在 Ω A}上的最大值并且在其他地方为零，则天线辐射的所有功率将通过该立体角流动。”

天线的辐射波束从天线的某个角度（称为立体角）射出，在该角度处功率辐射强度最大。该固体光束角度称为光束区域。用Ω _A表示。

_{辐射强度 P (θ, Ø) 应在整个固体光束角 Ω A}内保持恒定且最大，在其他地方其值为零。

$$功率\辐射 = P(\theta,\Phi)\Omega_{A} \:瓦$$

波束角是主瓣半功率点之间的一组角度。

光束面积的数学表达式为

$$\Omega_{A} =\int_{0}^{2\pi}\int_{0}^{\pi}P_{\pi}(\theta,\Phi)d\Omega\ 瓦$$ $$ d\Omega = \sin\theta\ d\theta\ d\Phi\ 瓦$$

在哪里

光束面积的单位是瓦。

根据标准定义，“光束效率是指主光束的光束面积与辐射总光束面积的比值”。

从天线辐射的能量根据天线的方向性进行投射。天线辐射更多功率的方向具有最大效率，而一些能量在旁瓣中损失。光束辐射的最大能量和最小损耗可称为光束效率。

光束效率的数学表达式为 -

$$\eta_{B} = \frac{\Omega_{MB}}{\Omega_{A}}$$

在哪里，

天线可以根据我们的要求进行极化。它可以是线偏振或圆偏振。天线极化的类型决定了接收或发送时波束和极化的模式。

当发射或接收波时，可以在不同的方向上进行。天线的线性极化有助于将波保持在特定方向，避免所有其他方向。尽管使用这种线性偏振，但电场矢量保持在同一平面内。因此，我们利用这种线性极化来提高天线的方向性。

当波被圆偏振时，电场矢量似乎发生了旋转，其所有分量都失去了方向。旋转模式有时也可能不同。然而，通过使用圆偏振，可以减少多路径的影响，因此它被用于卫星通信，例如GPS。

水平偏振使波变弱，因为地球表面的反射会影响它。它们通常在 1GHz 以下的低频下较弱。水平偏振用于电视信号的传输，以达到更好的信噪比。

低频垂直极化波有利于地面波传输。它们不像水平偏振的那样受到表面反射的影响。因此，垂直极化用于移动通信。

每种类型的极化都有其自身的优点和缺点。RF 系统设计人员可以根据系统要求自由选择极化类型。