Αυτό το κεφάλαιο εξετάζει τις παραμέτρους των δεσμών ακτινοβολίας κεραίας, οι οποίες μας βοηθούν να κατανοήσουμε τις προδιαγραφές της δέσμης.
Περιοχή δέσμης
Σύμφωνα με τον τυπικό ορισμό: «Εάν η ένταση ακτινοβολίας P(θ,ϕ) παραμένει στη μέγιστη τιμή της σε μια στερεά γωνία ΩA και είναι μηδέν αλλού, τότε η περιοχή δέσμης είναι η στερεά γωνία από την οποία διέρχεται όλη η ισχύς που ακτινοβολείται από την κεραία».
Η ακτινοβολούμενη δέσμη από μια κεραία εκπέμπεται εντός μιας συγκεκριμένης στερεάς γωνίας όπου η ένταση της ακτινοβολίας είναι μέγιστη. Αυτή η στερεά γωνία δέσμης ονομάζεται εμβαδόν δέσμης και συμβολίζεται με ΩΑ.
Εντός αυτής της στερεάς γωνίας ΩA, η ένταση ακτινοβολίας P(θ,ϕ) θα πρέπει να είναι σταθερή και μέγιστη, και μηδέν αλλού. Επομένως, η συνολική ακτινοβολούμενη ισχύς δίνεται από τον τύπο:
Ακτινοβολούμενη Ισχύς=P(θ,ϕ)⋅ΩA(watt)
Η γωνία δέσμης αναφέρεται γενικά στη στερεά γωνία μεταξύ των σημείων ημι-ισχύος του κύριου λοβού.
Μαθηματική έκφραση
Η μαθηματική έκφραση για την περιοχή της δοκού είναι:
όπου η διαφορική στερεά γωνία είναι:
dΩ=sinθdθdϕ
Εδώ, Pn(θ,ϕ) είναι η κανονικοποιημένη ένταση ακτινοβολίας.
• Το ΩA αντιπροσωπεύει τη γωνία της στερεάς δέσμης (εμβαδόν δέσμης).
• Το θ είναι συνάρτηση της γωνιακής θέσης.
• Το ϕ είναι συνάρτηση της ακτινικής απόστασης.
Μονάδα
Η μονάδα εμβαδού δοκού είναι ηστεραδιανό (sr).
Απόδοση Δέσμης
Σύμφωνα με τον τυπικό ορισμό: «Η απόδοση της δέσμης είναι ο λόγος της επιφάνειας της κύριας δέσμης προς τη συνολική ακτινοβολούμενη επιφάνεια της δέσμης».
Η ενέργεια που ακτινοβολείται από μια κεραία εξαρτάται από την κατευθυντικότητά της. Η κατεύθυνση στην οποία η κεραία ακτινοβολεί την περισσότερη ισχύ έχει την υψηλότερη απόδοση, ενώ ένα μέρος της ενέργειας χάνεται στους πλευρικούς λοβούς. Ο λόγος της μέγιστης ακτινοβολούμενης ενέργειας στην κύρια δέσμη προς τη συνολική ακτινοβολούμενη ενέργεια, με ελάχιστη απώλεια, ονομάζεται απόδοση δέσμης.
Μαθηματική έκφραση
Η μαθηματική έκφραση για την απόδοση της δέσμης είναι:
όπου
•ηB είναι η απόδοση της δέσμης (αδιάστατη),
• ΩMB είναι η στερεά γωνία (εμβαδόν δέσμης) της κύριας δέσμης,
• ΩA είναι η στερεά γωνία της συνολικής ακτινοβολούμενης δέσμης.
Πόλωση κεραίας
Οι κεραίες μπορούν να σχεδιαστούν με διαφορετικές πολώσεις ανάλογα με τις απαιτήσεις της εφαρμογής, όπως γραμμική ή κυκλική πόλωση. Ο τύπος πόλωσης καθορίζει τα χαρακτηριστικά της δέσμης και την κατάσταση πόλωσης της κεραίας κατά τη λήψη ή τη μετάδοση.
Γραμμική πόλωση
Όταν ένα ηλεκτρομαγνητικό κύμα μεταδίδεται ή λαμβάνεται, η κατεύθυνση διάδοσής του μπορεί να ποικίλλει. Μια γραμμικά πολωμένη κεραία διατηρεί το διάνυσμα του ηλεκτρικού πεδίου περιορισμένο σε ένα σταθερό επίπεδο, συγκεντρώνοντας έτσι την ενέργεια σε μια συγκεκριμένη κατεύθυνση ενώ καταστέλλει άλλες κατευθύνσεις. Ως εκ τούτου, η γραμμική πόλωση βοηθά στη βελτίωση της κατευθυντικότητας της κεραίας.
Κυκλική Πόλωση
Σε ένα κυκλικά πολωμένο κύμα, το διάνυσμα του ηλεκτρικού πεδίου περιστρέφεται με την πάροδο του χρόνου, με τις ορθογώνιες συνιστώσες του να είναι ίσες σε πλάτος και 90° εκτός φάσης, με αποτέλεσμα να μην υπάρχει σταθερή κατεύθυνση. Η κυκλική πόλωση μετριάζει αποτελεσματικά τα φαινόμενα πολλαπλών διαδρομών και ως εκ τούτου χρησιμοποιείται ευρέως στις δορυφορικές επικοινωνίες, όπως το GPS.
Οριζόντια Πόλωση
Τα οριζόντια πολωμένα κύματα είναι πιο ευαίσθητα στην ανάκλαση από την επιφάνεια της Γης, προκαλώντας εξασθένηση του σήματος, ειδικά σε συχνότητες κάτω του 1 GHz. Η οριζόντια πόλωση χρησιμοποιείται συνήθως για τη μετάδοση τηλεοπτικού σήματος για την επίτευξη καλύτερης αναλογίας σήματος προς θόρυβο.
Κάθετη πόλωση
Τα κάθετα πολωμένα κύματα χαμηλής συχνότητας είναι πλεονεκτικά για τη διάδοση των επίγειων κυμάτων. Σε σύγκριση με την οριζόντια πόλωση, τα κάθετα πολωμένα κύματα επηρεάζονται λιγότερο από τις επιφανειακές ανακλάσεις και ως εκ τούτου χρησιμοποιούνται ευρέως στις κινητές επικοινωνίες.
Κάθε τύπος πόλωσης έχει τα δικά του πλεονεκτήματα και περιορισμούς. Οι σχεδιαστές συστημάτων RF μπορούν ελεύθερα να επιλέξουν την κατάλληλη πόλωση σύμφωνα με τις συγκεκριμένες απαιτήσεις του συστήματος.
Για να μάθετε περισσότερα σχετικά με τις κεραίες, επισκεφθείτε τη διεύθυνση:
Ώρα δημοσίευσης: 24 Απριλίου 2026
