Figura 1. Reġjuni tar-raġġ prinċipali u tal-lobi laterali użati biex jiddefinixxu l-effiċjenza tar-raġġ tal-antenna.
X'inhi l-Effiċjenza tar-Raġġ tal-Antenna?
Effiċjenza tar-raġġ tal-antenna, imsejħa wkoll effiċjenza tar-raġġ prinċipali, hija l-frazzjoni tal-qawwa radjata totali ta' antenna li taqa' ġewwa reġjun definit tar-raġġ prinċipali. Din twieġeb mistoqsija prattika tad-disinn: kemm mir-radjazzjoni disponibbli hija kkonċentrata lejn is-settur angolari maħsub minflok ma tkun distribwita f'lobi sekondarji u l-lobu ta' wara?
Għal antenna riċeventi, ir-reċiproċità tippermetti li l-istess idea titqies bħala l-frazzjoni tal-qawwa riċevuta miġbura permezz tar-raġġ prinċipali meta l-kamp tal-madwar u l-kundizzjonijiet tal-polarizzazzjoni jkunu definiti b'mod konsistenti. L-effiċjenza tar-raġġ hija għalhekk speċjalment utli fir-radar, fir-radjometrija, fil-konnessjonijiet bis-satellita, fis-sistemi tal-microwave punt-sa-punt u fil-kejl tal-antenna, fejn l-enerġija li tasal minn jew titlaq lejn direzzjonijiet mhux mixtieqa tista' tnaqqas il-preċiżjoni jew iżżid l-interferenza.
Fil-Figura 1, il-lobu prinċipali huwa ċċentrat fuq l-assi z. Jekk l-angolu tal-kon θ1jimmarka l-ewwel limitu null jew limitu ieħor speċifikat espliċitament tar-raġġ prinċipali, l-effiċjenza tar-raġġ tiġi kkalkulata billi jiġi integrat il-mudell tal-qawwa ġewwa dak il-kon u jiġi diviż bil-qawwa integrata fuq il-mudell sħiħ tar-radjazzjoni.
Formula tal-Effiċjenza tar-Raġġ tal-Antenna
Bl-użu tal-mudell tal-qawwa normalizzat Pn(θ,φ), l-espressjoni ġenerali tal-effiċjenza tar-raġġ hija murija hawn taħt:
In-numeratur jirrappreżenta l-qawwa li tinsab ġewwa l-angolu solidu tar-raġġ prinċipali magħżul, ΩMBId-denominatur jirrappreżenta l-qawwa rradjata totali integrata fuq 4π steradjani. Il-valur li jirriżulta, ηB, hija bla dimensjoni u normalment tiġi rrappurtata bħala perċentwal.
- Pn(θ,φ)huwa l-mudell tal-qawwa normalizzat. Jekk tintuża dejta tal-kamp elettriku mkejla, it-terminu tal-qawwa korrispondenti huwa proporzjonali għal |E|2.
- ΩMBhuwa r-reġjun speċifikat tar-raġġ prinċipali, ħafna drabi limitat mill-ewwel nulli jew minn angolu koniku definit.
- θ u φhuma l-koordinati tal-elevazzjoni u tal-ażimut użati biex jiddeskrivu x-xejra sħiħa tar-radjazzjoni.
Il-konfini tar-raġġ prinċipali dejjem irid jiġi ddikjarat bir-riżultat. Żewġ laboratorji jistgħu jiksbu valuri numeriċi differenti mill-istess mudell jekk wieħed jintegra għall-ewwel null filwaqt li l-ieħor juża kon angolari fiss. Għal raġġ tal-lapes bejn wieħed u ieħor simmetriku b'mod rotazzjonali, l-integrazzjoni tista' tiġi ssimplifikata kif muri fl-espressjoni li jmiss.
Kif Titkejjel l-Effiċjenza tar-Raġġ tal-Antenna?
L-effiċjenza tar-raġġ tinkiseb mid-dejta tal-mudell tar-radjazzjoni aktar milli minn qari wieħed tal-boresight. Tista' tintuża firxa kalibrata tal-kamp imbiegħed, firxa tat-test tal-antenna kompatta, jew sistema tal-kamp qrib b'trasformazzjoni tal-kamp imbiegħed validata. Għal phased arrays, il-kejl għandu jiġi ripetut għal kull stat, frekwenza u polarizzazzjoni tar-raġġ meħtieġa għaliex l-iżbalji fl-iskannjar u fl-amplitudni jew fil-fażi jistgħu jiddistribwixxu mill-ġdid il-qawwa fis-sidelobes.
- Kejjel il-mudell tar-radjazzjonifuq kopertura angolari biżżejjed biex tinkludi r-raġġ prinċipali, il-lobi laterali u l-lobu ta' wara.
- Ikkonverti l-kamp imkejjel għal mudell ta' qawwau applika l-istess normalizzazzjoni għal kull kampjun angolari.
- Iddefinixxi l-konfini tar-raġġ prinċipali, bħall-ewwel kontura nulla jew angolu ta' kon speċifikat.
- Integra l-qawwa ġewwa dik il-konfiniu aqsamha bil-qawwa integrata fuq il-mudell sħiħ.
- Irrapporta l-kundizzjonijiet tat-test, inkluż il-frekwenza, il-polarizzazzjoni, l-istat tar-raġġ, ir-riżoluzzjoni angolari u d-definizzjoni tal-konfini.
Par ta' qatgħat bidimensjonali tal-pjan E u tal-pjan H jistgħu juru l-wisa' tar-raġġ u l-imġiba tal-lobi laterali, iżda normalment ma jipprovdux valur sħiħ tal-effiċjenza tar-raġġ tridimensjonali sakemm ma tkunx ġiet ġustifikata simetrija rotazzjonali. Dejta ta' mudell ta' sfera sħiħa jew kompluta biżżejjed tagħti riżultat aktar difendibbli. Tgħallem aktar dwar RF MISOskapaċitajiet ta' ttestjar tal-antenna.
Effiċjenza tar-Raġġ vs. Termini Oħra tal-Effiċjenza tal-Antenna
Effiċjenza tar-Raġġ vs. Effiċjenza tar-Radjazzjoni
Effiċjenza tar-radjazzjonitqabbel il-qawwa rradjata mal-qawwa aċċettata mill-antenna u għalhekk tirrifletti t-telf tal-konduttur u tad-dielettriku.Effiċjenza tar-raġġjiddeskrivi fejn tmur il-qawwa rradjata. Antenna jista' jkollha telf intern baxx iżda xorta jkollha effiċjenza tar-raġġ modesta jekk tidher qawwa sostanzjali fil-lobi laterali jew fil-lobu ta' wara.
Effiċjenza tar-Raġġ vs. Direttività u Qligħ
Direttivitàjiddeskrivi l-konċentrazzjoni massima tal-mudell tar-radjazzjoni relattiva għal radjatur iżotropiku. Il-qligħ jikkombina d-direttività mal-effiċjenza tar-radjazzjoni, filwaqt li l-qligħ realizzat iqis ukoll in-nuqqas ta' qbil fl-impedenza. L-effiċjenza tar-raġġ hija differenti għaliex tintegra l-qawwa tul reġjun angolari minflok ma tevalwa biss id-direzzjoni massima.
Effiċjenza tar-Raġġ vs. Wisa' tar-Raġġ
Il-wisa' tar-raġġ ta' nofs il-qawwa hija l-wisa' angolari bejn il-punti ta' -3 dB tal-lobu prinċipali. Raġġ dejjaq ħafna drabi jakkumpanja direttività għolja, iżda waħdu ma jippruvax effiċjenza għolja tar-raġġ. Mudell jista' jkollu quċċata dejqa u xorta jibgħat enerġija sinifikanti fil-lobi laterali. Il-wisa' tar-raġġ u l-livell tal-lobu laterali għalhekk iridu jiġu riveduti flimkien mal-valur integrat tal-effiċjenza tar-raġġ.
X'jikkontrolla l-Effiċjenza tar-Raġġ tal-Antenna?
1. Livelli tal-Lobi Sidelobe u tal-Lobi ta' Wara
Il-qawwa barra r-reġjun tar-raġġ prinċipali magħżul tnaqqas direttament l-effiċjenza tar-raġġ. Lobi sekondarji għoljin jistgħu jirriżultaw minn diskontinwitajiet tal-apertura, spazjar tal-firxa, żbalji fl-amplitudni jew profil ta' illuminazzjoni li ma ġiex ottimizzat għall-mudell meħtieġ. Ir-radjazzjoni lura u t-tifrix minn strutturi fil-qrib jista' jkollhom effett simili.
2. Illuminazzjoni tal-Apertura u Tnaqqis tal-Amplitudni
Antenni u matriċi b'apertura jużaw distribuzzjoni tal-amplitudni tul l-apertura li tirradja. Distribuzzjoni kważi uniformi tista' tipproduċi raġġ prinċipali dejjaq u direttività għolja, iżda tista' tipproduċi wkoll lobi sekondarji relattivament għoljin. L-applikazzjoni ta' konċiżjoni tal-amplitudni tista' trażżan il-lobi sekondarji u tpoġġi aktar mill-qawwa totali tal-mudell fir-reġjun mixtieq, għalkemm konċiżjoni eċċessiva tista' twessa' r-raġġ prinċipali u tnaqqas il-qligħ massimu jew l-effiċjenza tal-apertura. Għalhekk, l-aħjar issettjar huwa kompromess speċifiku għall-applikazzjoni.
3. Tixrid tal-Għalf u Imblukkar Strutturali
F'antenna riflettur, l-enerġija li ma tilħaqx ir-riflettur tinfirex u ma tikkontribwixxix għar-raġġ prinċipali mixtieq. L-appoġġi tal-alimentazzjoni, sottoriflettur jew ħardwer fil-qrib jistgħu wkoll jimblokkaw jew ixerrdu parti mill-kamp tal-apertura. L-għażla korretta tal-alimentazzjoni, il-pożizzjonament fokali u l-allinjament mekkaniku jgħinu biex jikkontrollaw dawn it-telf u l-lobi mhux mixtieqa.
4. Żbalji fil-Fażi, l-Amplitudni u l-Wiċċ
Żbilanċ fil-fażi bejn l-elementi tal-firxa, telf mhux ugwali fl-għalf, tolleranza tal-manifattura, żball fil-wiċċ tar-riflettur u distorsjoni tar-radome jistgħu jċaqalqu l-enerġija 'l bogħod mir-raġġ maħsub. Dawn l-effetti ġeneralment isiru aktar importanti hekk kif tiżdied il-frekwenza għaliex żball dimensjonali fiss jirrappreżenta frazzjoni akbar ta' wavelength.
5. Purità tal-Polarizzazzjoni
Xi definizzjonijiet tal-effiċjenza tar-raġġ jinkludu biss il-qawwa fil-polarizzazzjoni mixtieqa. Ir-radjazzjoni polarizzata inkroċjata ġewwa jew barra r-raġġ prinċipali tista' mbagħad tnaqqas il-valur irrappurtat. Il-polarizzazzjoni għandha tiġi speċifikata b'mod konsistenti fis-simulazzjoni, il-kejl u r-rekwiżiti tas-sistema.
L-Effiċjenza tar-Raġġ, il-Wisa' tar-Raġġ u l-Wisa' tal-Banda huma Differenti
Effiċjenza tar-raġġhuwa proporzjon ta' qawwa angolari integrat.Wisa' tar-raġġjiddeskrivi l-wisa' angolari tal-lobu prinċipali f'livell iddikjarat, komunement il-punti ta' nofs il-qawwa jew -3 dB.Wisa' tal-banda tal-antennajiddeskrivi l-medda ta' frekwenza li fuqha jiġu ssodisfati r-rekwiżiti magħżula. Dawn il-parametri jinfluwenzaw lil xulxin, iżda mhumiex interkambjabbli.
Disinn jista' jżomm VSWR aċċettabbli fuq firxa wiesgħa ta' frekwenzi filwaqt li d-direzzjoni tar-raġġ tiegħu, il-livell tal-lobi laterali jew l-effiċjenza tar-raġġ jinbidlu sostanzjalment ħdejn it-truf tal-medda. Il-prestazzjoni tal-mudell għalhekk għandha tiġi vverifikata f'diversi frekwenzi aktar milli tiġi dedotta mill-medda tal-frekwenza tal-impedenza biss. Għal trattament dettaljat tad-definizzjonijiet tal-medda ta' frekwenzi, araWisa' tal-Banda tal-Antenna.
Kif Tista' Tittejjeb l-Effiċjenza tar-Raġġ?
- Agħżel taper tal-apertura li jibbilanċja s-soppressjoni tal-lobi laterali, il-wisa' tar-raġġ prinċipali u l-qligħ.
- Ottimizza l-pożizzjoni tal-għalf tar-riflettur, l-illuminazzjoni tat-tarf u t-tixrid.
- Uża spazjar xieraq tal-elementi u kontroll preċiż tal-amplitudni jew tal-fażi fl-arrays biex tevita l-lobi tal-grating.
- Naqqas l-imblukkar, it-tifrix tal-kejbil u l-interazzjoni mhux mixtieqa mal-istruttura tal-immuntar jew mar-radome.
- Ikkontrolla t-tolleranzi tal-magni, l-eżattezza tal-wiċċ u l-allinjament bl-ogħla frekwenza operattiva.
- Ivverifika x-xejriet kopolari u inkroċjati tul il-medda operattiva sħiħa u kull stat tar-raġġ meħtieġ.
Fejn hija l-aktar importanti l-effiċjenza tar-raġġ għoli?
L-effiċjenza tar-raġġ għoli hija partikolarment siewja meta l-qawwa jew l-enerġija riċevuta trid tkun limitata għal direzzjoni definita sew. Eżempji tipiċi jinkludu radar li jsegwi l-miri u l-immaġini, konnessjonijiet ta' komunikazzjoni bis-satellita, radjuastronomija u radjometrija, konnessjonijiet ta' microwave minn punt għal punt, sistemi ta' riflettur, antenni ta' kalibrazzjoni u matriċi mmexxija elettronikament.
M'hemm l-ebda perċentwal universali tal-effiċjenza tar-raġġ li jkun korrett għal kull antenna. Rekwiżit utli jrid jiddikjara l-frekwenza operattiva, il-polarizzazzjoni, l-istat tar-raġġ u l-konfini angolari, flimkien ma' mġiba aċċettabbli tal-lobi laterali u tal-lobi ta' wara. Dan jagħmel id-dejta tal-fornitur, is-simulazzjoni u r-riżultati mkejla direttament komparabbli.
X'Għandhom Jivverifikaw ix-Xerrejja f'Datasheet ta' Antenna?
Meta l-kontroll tar-raġġ ikun importanti, m'għandekx tevalwa antenna mill-qligħ massimu biss. Staqsi lill-manifattur liema dejta tal-mudell u kundizzjonijiet tat-test huma disponibbli għall-mudell eżatt u l-firxa ta' frekwenza.
- Firxa ta' frekwenza operattiva u l-frekwenzi użati għall-kejl tal-mudell
- Qligħ, wisa' tar-raġġ ta' nofs il-qawwa u l-ewwel livell tal-lobu laterali kontra l-frekwenza
- Mudelli ta' radjazzjoni kopolari u transpolari fil-pjani meħtieġa jew fuq skenn sferiku
- Il-konfini angolari u l-polarizzazzjoni użati biex tiġi kkalkulata l-effiċjenza tar-raġġ, meta dak il-valur ikun speċifikat
- VSWR, konnettur jew interface tal-gwida tal-mewġ, immaniġġjar tal-enerġija u rekwiżiti ambjentali
- Tolleranzi mekkaniċi, arranġament tal-immuntar u kwalunkwe konfigurazzjoni ta' radome jew riflettur
Soluzzjonijiet tal-Antenna tal-Microwave RF MISO
RF MISO jipprovdi antenni tal-microwave u tal-mewġ millimetru għall-kejl, ir-radar, il-komunikazzjoni u l-integrazzjoni tas-sistema. Il-familji ta' prodotti rilevanti jinkluduantenni tal-qrun b'qligħ standard, antenni rifletturiuantenni ta' firxaL-ispeċifikazzjonijiet speċifiċi għall-mudell u d-dejta tat-test disponibbli għandhom jiġu riveduti kontra l-frekwenza, il-polarizzazzjoni, il-qligħ u l-prestazzjoni tal-mudell meħtieġa.
Għall-għażla tal-antenna jew rekwiżit personalizzat,kuntatt RF MISO at info@rf-miso.com.
Ħin tal-posta: 12 ta' Lulju 2024
