चित्र १. एन्टेना बीम दक्षता परिभाषित गर्न प्रयोग गरिने मुख्य-बीम र साइडलोब क्षेत्रहरू।
एन्टेना बीम दक्षता भनेको के हो?
एन्टेना बीम दक्षता, जसलाई मुख्य-बीम दक्षता पनि भनिन्छ, एन्टेनाको कुल विकिरणित शक्तिको अंश हो जुन परिभाषित मुख्य-बीम क्षेत्र भित्र पर्दछ। यसले एक व्यावहारिक डिजाइन प्रश्नको जवाफ दिन्छ: उपलब्ध विकिरणको कति भाग साइडलोब र पछाडिको लोबमा वितरित हुनुको सट्टा अभिप्रेत कोणीय क्षेत्र तिर केन्द्रित छ?
प्राप्त गर्ने एन्टेनाको लागि, पारस्परिकताले मुख्य बीम मार्फत सङ्कलन गरिएको प्राप्त शक्तिको अंशको रूपमा उही विचारलाई हेर्न अनुमति दिन्छ जब वरपरको क्षेत्र र ध्रुवीकरण अवस्थाहरू निरन्तर परिभाषित गरिन्छ। त्यसैले बीम दक्षता विशेष गरी राडार, रेडियोमेट्री, उपग्रह लिङ्कहरू, पोइन्ट-टु-पोइन्ट माइक्रोवेभ प्रणालीहरू र एन्टेना मापनमा उपयोगी छ, जहाँ अनावश्यक दिशाहरूबाट आउने वा छोड्ने ऊर्जाले शुद्धता कम गर्न वा हस्तक्षेप बढाउन सक्छ।
चित्र १ मा, मुख्य लोब z-अक्षमा केन्द्रित छ। यदि शंकु कोण θ१पहिलो शून्य वा अर्को स्पष्ट रूपमा निर्दिष्ट मुख्य-बीम सीमा चिन्ह लगाउँदा, बीम दक्षता त्यो शंकु भित्रको पावर ढाँचालाई एकीकृत गरेर र पूर्ण विकिरण ढाँचामा एकीकृत पावरद्वारा विभाजित गरेर गणना गरिन्छ।
एन्टेना बीम दक्षता सूत्र
सामान्यीकृत पावर ढाँचा P प्रयोग गर्दैn(θ,φ), सामान्य बीम-दक्षता अभिव्यक्ति तल देखाइएको छ:
अंकले चयन गरिएको मुख्य-बीम ठोस कोण भित्र रहेको शक्तिलाई प्रतिनिधित्व गर्दछ, ΩMB। भाजकले ४π स्टेराडियनहरूमा एकीकृत कुल विकिरणित शक्तिलाई प्रतिनिधित्व गर्दछ। परिणामस्वरूप मान, ηB, आयामविहीन छ र सामान्यतया प्रतिशतको रूपमा रिपोर्ट गरिन्छ।
- Pn(θ, φ)सामान्यीकृत पावर ढाँचा हो। यदि मापन गरिएको विद्युत-क्षेत्र डेटा प्रयोग गरिन्छ भने, सम्बन्धित पावर पद |E| सँग समानुपातिक हुन्छ।२.
- ΩMBनिर्दिष्ट मुख्य-बीम क्षेत्र हो, जुन प्रायः पहिलो नलहरू वा परिभाषित शंकु कोणद्वारा बाँधिएको हुन्छ।
- θ र φपूर्ण विकिरण ढाँचा वर्णन गर्न प्रयोग गरिने उचाइ र दिगंश निर्देशांकहरू हुन्।
मुख्य-बीम सीमा सधैं परिणामसँगै उल्लेख गरिनुपर्छ। यदि एउटाले पहिलो शून्यमा एकीकृत गर्छ भने अर्कोले स्थिर कोणीय शंकु प्रयोग गर्छ भने दुई प्रयोगशालाहरूले एउटै ढाँचाबाट फरक संख्यात्मक मानहरू प्राप्त गर्न सक्छन्। लगभग घुमाउरो सममित पेन्सिल बीमको लागि, अर्को अभिव्यक्तिमा देखाइए अनुसार एकीकरणलाई सरलीकृत गर्न सकिन्छ।
एन्टेना बीमको दक्षता कसरी मापन गरिन्छ?
बीम दक्षता एकल बोरसाइट रिडिङबाट भन्दा विकिरण-ढाँचा डेटाबाट प्राप्त गरिन्छ। क्यालिब्रेट गरिएको टाढा-क्षेत्र दायरा, कम्प्याक्ट एन्टेना परीक्षण दायरा, वा मान्य टाढा-क्षेत्र रूपान्तरणको साथ नजिक-क्षेत्र प्रणाली प्रयोग गर्न सकिन्छ। चरणबद्ध एरेहरूको लागि, प्रत्येक आवश्यक बीम अवस्था, आवृत्ति र ध्रुवीकरणको लागि मापन दोहोर्याउनु पर्छ किनभने स्क्यानिङ र आयाम वा चरण त्रुटिहरूले पावरलाई साइडलोबहरूमा पुन: वितरण गर्न सक्छन्।
- विकिरण ढाँचा मापन गर्नुहोस्मुख्य बीम, साइडलोब र ब्याक लोब समावेश गर्न पर्याप्त कोणात्मक कभरेज भन्दा बढी।
- मापन गरिएको क्षेत्रलाई पावर ढाँचामा रूपान्तरण गर्नुहोस्र प्रत्येक कोणीय नमूनामा उही सामान्यीकरण लागू गर्नुहोस्।
- मुख्य-बीम सीमा परिभाषित गर्नुहोस्, जस्तै पहिलो-शून्य समोच्च वा निर्दिष्ट शंकु कोण।
- त्यो सीमा भित्रको शक्तिलाई एकीकृत गर्नुहोस्र यसलाई पूर्ण ढाँचामा एकीकृत शक्तिद्वारा विभाजित गर्नुहोस्।
- परीक्षण अवस्थाहरू रिपोर्ट गर्नुहोस्, आवृत्ति, ध्रुवीकरण, बीम अवस्था, कोणीय रिजोल्युसन र सीमा परिभाषा सहित।
दुई-आयामी ई-प्लेन र एच-प्लेन कटहरूको जोडीले बीमविड्थ र साइडलोब व्यवहार देखाउन सक्छ, तर यसले सामान्यतया पूर्ण त्रि-आयामी बीम-दक्षता मान प्रदान गर्दैन जबसम्म घुमाउने सममितिलाई उचित ठहराइएको छैन। पूर्ण-गोला वा पर्याप्त रूपमा पूर्ण ढाँचा डेटाले थप सुरक्षित परिणाम दिन्छ। RF MISO को बारेमा थप जान्नुहोस्।एन्टेना परीक्षण क्षमताहरू.
बीम दक्षता बनाम अन्य एन्टेना दक्षता सर्तहरू
किरण दक्षता बनाम विकिरण दक्षता
विकिरण दक्षताविकिरणित शक्तिलाई एन्टेनाले स्वीकार गरेको शक्तिसँग तुलना गर्छ र त्यसैले कन्डक्टर र डाइलेक्ट्रिक क्षतिहरू प्रतिबिम्बित गर्दछ।बीम दक्षताविकिरणित शक्ति कहाँ जान्छ भनेर वर्णन गर्दछ। एन्टेनामा कम आन्तरिक क्षति हुन सक्छ तर यदि साइडलोब वा पछाडिको लोबमा पर्याप्त शक्ति देखा पर्यो भने अझै पनि मध्यम बीम दक्षता हुन सक्छ।
बीम दक्षता बनाम निर्देशन र लाभ
निर्देशनआइसोट्रोपिक रेडिएटरको सापेक्षमा विकिरण ढाँचाको शिखर सांद्रता वर्णन गर्दछ। लाभले विकिरण दक्षतासँग निर्देशनलाई संयोजन गर्दछ, जबकि प्राप्त लाभले प्रतिबाधा बेमेलको लागि पनि जिम्मेवार छ। बीम दक्षता फरक छ किनभने यसले शिखर दिशाको मात्र मूल्याङ्कन गर्नुको सट्टा कोणीय क्षेत्रमा शक्तिलाई एकीकृत गर्दछ।
बीम दक्षता बनाम बीमविड्थ
हाफ-पावर बीमविड्थ भनेको मुख्य लोबको -३ dB बिन्दुहरू बीचको कोणीय चौडाइ हो। साँघुरो बीम प्रायः उच्च निर्देशनको साथमा हुन्छ, तर यसले आफैंले उच्च बीम दक्षता प्रमाणित गर्दैन। ढाँचामा साँघुरो शिखर हुन सक्छ र अझै पनि साइडलोबहरूमा महत्त्वपूर्ण ऊर्जा पठाउन सक्छ। त्यसैले बीमविड्थ र साइडलोब स्तरलाई एकीकृत बीम-दक्षता मानसँगै समीक्षा गर्नुपर्छ।
एन्टेना बीमको दक्षतालाई के ले नियन्त्रण गर्छ?
१. साइडलोब र ब्याक-लोब स्तरहरू
चयन गरिएको मुख्य-बीम क्षेत्र बाहिरको पावरले बीम दक्षतालाई प्रत्यक्ष रूपमा कम गर्छ। उच्च साइडलोबहरू एपर्चर डिस्कन्टिन्युइटी, एरे स्पेसिङ, एम्प्लिट्यूड त्रुटिहरू वा आवश्यक ढाँचाको लागि अनुकूलित नगरिएको रोशनी प्रोफाइलको कारण हुन सक्छ। नजिकैको संरचनाहरूबाट पछाडिको विकिरण र छरिएर समान प्रभाव हुन सक्छ।
२. एपर्चर रोशनी र एम्प्लिट्यूड टेपर
एपर्चर एन्टेना र एरेहरूले रेडिएटिंग एपर्चरमा एम्प्लिट्यूड वितरण प्रयोग गर्छन्। लगभग एकरूप वितरणले साँघुरो मुख्य बीम र उच्च निर्देशन उत्पादन गर्न सक्छ, तर यसले तुलनात्मक रूपमा उच्च साइडलोबहरू पनि उत्पादन गर्न सक्छ। एम्प्लिट्यूड टेपर लागू गर्नाले साइडलोबहरूलाई दबाउन सक्छ र कुल ढाँचा शक्तिलाई इच्छित क्षेत्रमा राख्न सक्छ, यद्यपि अत्यधिक टेपरले मुख्य बीमलाई फराकिलो बनाउन सक्छ र शिखर लाभ वा एपर्चर दक्षता घटाउन सक्छ। त्यसैले उत्तम सेटिङ भनेको अनुप्रयोग-विशिष्ट ट्रेड-अफ हो।
३. फिड स्पिलओभर र संरचनात्मक अवरोध
रिफ्लेक्टर एन्टेनामा, रिफ्लेक्टर छुटेको ऊर्जा स्पिलओभर हुन्छ र इच्छित मुख्य बीममा योगदान गर्दैन। फिड समर्थन गर्दछ, सबरिफ्लेक्टर वा नजिकैको हार्डवेयरले पनि एपर्चर फिल्डको भागलाई ब्लक वा छरपस्ट गर्न सक्छ। सही फिड चयन, फोकल पोजिसनिङ र मेकानिकल पङ्क्तिबद्धताले यी हानिहरू र अनावश्यक लोबहरूलाई नियन्त्रण गर्न मद्दत गर्दछ।
४. चरण, आयाम र सतह त्रुटिहरू
एरे तत्वहरू बीचको चरण असंतुलन, असमान फिड हानि, उत्पादन सहिष्णुता, परावर्तक सतह त्रुटि र रेडोम विकृतिले ऊर्जालाई अभिप्रेत बीमबाट टाढा सार्न सक्छ। यी प्रभावहरू सामान्यतया आवृत्ति बढ्दै जाँदा बढी महत्त्वपूर्ण हुन्छन् किनभने निश्चित आयामी त्रुटिले तरंगदैर्ध्यको ठूलो अंशलाई प्रतिनिधित्व गर्दछ।
५. ध्रुवीकरण शुद्धता
केही बीम-दक्षता परिभाषाहरूमा इच्छित ध्रुवीकरणमा केवल शक्ति समावेश हुन्छ। मुख्य बीम भित्र वा बाहिर क्रस-ध्रुवीकृत विकिरणले रिपोर्ट गरिएको मान घटाउन सक्छ। ध्रुवीकरणलाई सिमुलेशन, मापन र प्रणाली आवश्यकताहरूमा निरन्तर रूपमा निर्दिष्ट गरिनुपर्छ।
बीम दक्षता, बीमविड्थ र ब्यान्डविड्थ फरक छन्
बीम दक्षताएकीकृत कोणीय शक्ति अनुपात हो।बिमविड्थमुख्य लोबको कोणीय चौडाइलाई उल्लेख गरिएको स्तरमा वर्णन गर्दछ, सामान्यतया आधा-शक्ति वा -३ dB बिन्दुहरू।एन्टेना ब्यान्डविथचयन गरिएका आवश्यकताहरू पूरा हुने फ्रिक्वेन्सी दायरा वर्णन गर्दछ। यी प्यारामिटरहरूले एकअर्कालाई प्रभाव पार्छन्, तर तिनीहरू आदानप्रदान गर्न सकिँदैनन्।
एउटा डिजाइनले फराकिलो फ्रिक्वेन्सी दायरामा स्वीकार्य VSWR कायम राख्न सक्छ जबकि यसको बीम दिशा, साइडलोब स्तर वा बीम दक्षता ब्यान्ड किनारहरू नजिकै उल्लेखनीय रूपमा परिवर्तन हुन्छ। त्यसैले ढाँचा प्रदर्शन प्रतिबाधा ब्यान्डविथबाट मात्र अनुमान गर्नुको सट्टा धेरै फ्रिक्वेन्सीहरूमा प्रमाणित गरिनुपर्छ। फ्रिक्वेन्सी-दायरा परिभाषाहरूको विस्तृत उपचारको लागि, हेर्नुहोस्।एन्टेना ब्यान्डविथ.
बीम दक्षता कसरी सुधार गर्न सकिन्छ?
- साइडलोब सप्रेसन, मेन-बीम चौडाइ र गेनलाई सन्तुलनमा राख्ने एपर्चर टेपर छनौट गर्नुहोस्।
- परावर्तक-फिड स्थिति, किनारा रोशनी र स्पिलओभर अनुकूलन गर्नुहोस्।
- लोबहरूलाई ग्रेटिंग गर्नबाट बच्न एरेहरूमा उपयुक्त तत्व स्पेसिङ र सही आयाम वा चरण नियन्त्रण प्रयोग गर्नुहोस्।
- माउन्टिङ संरचना वा रेडोमसँग अवरोध, केबल छरपस्ट र अवांछित अन्तरक्रिया कम गर्नुहोस्।
- उच्चतम सञ्चालन आवृत्तिमा मेसिनिङ सहनशीलता, सतह शुद्धता र पङ्क्तिबद्धता नियन्त्रण गर्नुहोस्।
- पूर्ण सञ्चालन ब्यान्ड र प्रत्येक आवश्यक बीम अवस्थामा सह-ध्रुवीय र क्रस-ध्रुवीय ढाँचाहरू प्रमाणित गर्नुहोस्।
उच्च बीम दक्षता कहाँ सबैभन्दा महत्त्वपूर्ण छ?
उच्च बीम दक्षता विशेष गरी मूल्यवान हुन्छ जब शक्ति वा प्राप्त ऊर्जा राम्रोसँग परिभाषित दिशामा सीमित हुनुपर्छ। विशिष्ट उदाहरणहरूमा लक्ष्य-ट्र्याकिङ र इमेजिङ राडार, उपग्रह सञ्चार लिङ्कहरू, रेडियो खगोल विज्ञान र रेडियोमेट्री, पोइन्ट-टु-पोइन्ट माइक्रोवेभ लिङ्कहरू, रिफ्लेक्टर-फिड प्रणालीहरू, क्यालिब्रेसन एन्टेनाहरू र इलेक्ट्रोनिक रूपमा स्टेयर्ड एरेहरू समावेश छन्।
प्रत्येक एन्टेनाको लागि सही हुने कुनै विश्वव्यापी बीम-दक्षता प्रतिशत छैन। एउटा उपयोगी आवश्यकताले सञ्चालन आवृत्ति, ध्रुवीकरण, बीम अवस्था र कोणीय सीमा, स्वीकार्य साइडलोब र ब्याक-लोब व्यवहार सहित उल्लेख गर्नुपर्छ। यसले आपूर्तिकर्ता डेटा, सिमुलेशन र मापन गरिएका परिणामहरूलाई प्रत्यक्ष रूपमा तुलना गर्न मिल्छ।
एन्टेना डाटाशीटमा खरीददारहरूले के जाँच गर्नुपर्छ?
जब बीम नियन्त्रण महत्त्वपूर्ण हुन्छ, केवल पिक गेनबाट एन्टेनाको मूल्याङ्कन नगर्नुहोस्। निर्मातालाई सोध्नुहोस् कि कुन ढाँचा डेटा र परीक्षण अवस्थाहरू सही मोडेल र फ्रिक्वेन्सी दायराको लागि उपलब्ध छन्।
- सञ्चालन आवृत्ति दायरा र ढाँचा मापनको लागि प्रयोग गरिने आवृत्तिहरू
- आवृत्ति बनाम लाभ, आधा-शक्ति बीमविड्थ र पहिलो साइडलोब स्तर
- आवश्यक समतलहरूमा वा गोलाकार स्क्यानमा सह-ध्रुवीय र क्रस-ध्रुवीय विकिरण ढाँचाहरू
- त्यो मान निर्दिष्ट गरिएको बेला, बीम दक्षता गणना गर्न प्रयोग गरिने कोणीय सीमा र ध्रुवीकरण
- VSWR, कनेक्टर वा वेभगाइड इन्टरफेस, पावर ह्यान्डलिङ र वातावरणीय आवश्यकताहरू
- यान्त्रिक सहनशीलता, माउन्टिङ व्यवस्था र कुनै पनि रेडोम वा रिफ्लेक्टर-फिड कन्फिगरेसन
RF MISO माइक्रोवेभ एन्टेना समाधानहरू
RF MISO ले मापन, राडार, सञ्चार र प्रणाली एकीकरणको लागि माइक्रोवेभ र मिलिमिटर-वेभ एन्टेना आपूर्ति गर्दछ। सान्दर्भिक उत्पादन परिवारहरूमा समावेश छन्।मानक लाभ हर्न एन्टेनाहरू, परावर्तक एन्टेनाहरूरएरे एन्टेनाहरू। आवश्यक आवृत्ति, ध्रुवीकरण, लाभ र ढाँचा प्रदर्शन विरुद्ध मोडेल-विशिष्ट विशिष्टताहरू र उपलब्ध परीक्षण डेटा समीक्षा गरिनुपर्छ।
एन्टेना चयन वा अनुकूलित आवश्यकताको लागि,RF MISO लाई सम्पर्क गर्नुहोस् at info@rf-miso.com.
पोस्ट समय: जुलाई-१२-२०२४
