アンテナ理論-ビームと偏波

この章では、アンテナの放射ビームのパラメータについて説明します。これらのパラメータは、ビームの仕様を知るのに役立ちます。

ビーム面積

標準の定義によれば、「ビーム領域は、P（θ、Ø）がΩ〜A〜にわたって最大値を維持し、他の場所でゼロであった場合にアンテナから放射されるすべての電力が流れる立体角です。」

アンテナの放射ビームは、立体角として知られるアンテナの角度から出てきます。この角度では、電力放射強度が最大になります。この*ソリッドビーム角*は*ビーム面積*と呼ばれます。 *Ω〜A〜*で表されます。

放射強度P（θ、Ø）は、ソリッドビーム角Ω〜A〜全体で一定かつ最大に維持される必要があり、その値は他の場所ではゼロです。

ビーム角は、メインローブの半分のパワーポイント間の角度のセットです。

数式

ビーム面積の数式は

どこで

$ \ Omega _ \ {A} $はソリッドビームの角度です。
$ \ theta $は角度位置の関数です。
$ \ Phi $は、半径距離の関数です。

単位

ビーム面積の単位は*ワット*です。

ビーム効率

標準的な定義によれば、「*ビーム効率*は、放射される総ビーム面積に対するメインビームのビーム面積の比率を示します。」

アンテナから放射されるときのエネルギーは、アンテナの指向性に従って投影されます。アンテナがより多くの電力を放射する方向の効率は最大になりますが、エネルギーの一部はサイドローブで失われます。ビームが放射する最大損失は、損失が最小で、「ビーム効率」と呼ばれます。

数式

ビーム効率の数式は次のとおりです-

どこで、

$ \ eta _ \ {B} $はビーム効率です。
$ \ Omega _ \ {MB} $はメインビームのビーム領域です。
$ \ Omega _ \ {A} $は、ソリッドビームの合計角度（ビーム領域）です。

アンテナの偏波

アンテナは、要件に応じて分極できます。直線偏光でも円偏光でもかまいません。アンテナの偏波のタイプによって、受信または送信時のビームと偏波のパターンが決まります。

直線偏光

波が送信または受信されると、異なる方向で実行される場合があります。アンテナの直線偏波は、他のすべての方向を避けて、特定の方向に波を維持するのに役立ちます。この直線偏光が使用されますが、電界ベクトルは同じ平面にとどまります。したがって、この直線偏波を使用して、アンテナの*指向性*を改善します。

円偏光

波が円偏光している場合、電界ベクトルは回転しているように見え、その成分はすべて方向を失います。回転のモードも時々異なる場合があります。ただし、円偏波*を使用すると、マルチパスの効果が低下するため、 *GPS などの衛星通信で使用されます。

水平偏光

地表面からの反射が波に影響するため、水平偏光は波を弱くします。通常、1GHz未満の低周波数では弱くなります。 水平偏波*は、 TV信号*の送信に使用され、より良い信号対雑音比を実現します。

垂直偏光

低周波の垂直偏波は、地上波伝送に有利です。これらは、水平偏光のような表面反射の影響を受けません。したがって、*垂直偏光*は*モバイル通信*に使用されます。

各タイプの偏光には、それぞれ利点と欠点があります。 RFシステムの設計者は、システム要件に応じて、偏波のタイプを自由に選択できます。

Antenna-theory-beam-and-polarization

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