Haapt

Antennetheorie – Strahlbreet

Am Stralungsmuster vun enger Antenn representéiert den Haaptlob den Haaptstral vun der Antenn, duerch deen déi maximal an konzentréiertst Energie ausgestraalt gëtt.

D'Strahlbreet ass d'Wénkelbreet vun der Apertur, duerch déi de gréissten Deel vun der Leeschtung ausgestraalt gëtt. Déi zwee Haaptparameter, déi benotzt gi fir d'Strahlbreet ze charakteriséieren, sinn d'Half-Power Beamwidth (HPBW) an d'First Null Beamwidth (FNBW).

Hallefleeschtungsstrahlbreet (HPBW)

No der Standarddefinitioun gëtt déi Wénkeldistanz, iwwer déi d'Amplitude vum Stralungsmuster ëm 50% (dh -3 dB) vum Peak vum Haaptlob erofgeet, als hallefleeschtungsstrahlbreet bezeechent.

An anere Wierder, d'Strahlbreet ass de Beräich, iwwer deen d'Antenn de gréissten Deel vun hirer Leeschtung ausstraalt, wat dem Beräich no bei der Spëtzeleeschtung entsprécht. D'Strahlbreet vun der hallwer Leeschtung ass de Wénkelberäich, an deem déi relativ Leeschtung am effektive Stralungsfeld vun der Antenn 50% vun der Spëtzeleeschtung iwwerschreift.

Geometresch Interpretatioun vun HPBW

Zeechent eng Linn vum Urspronk op all Säit vum Haaptlobe bei den Hallefleeschtungspunkten um Strahlmuster. De Wénkel tëscht dësen zwou Vektoren ass d'Strahlbreet vun der Hallefleeschtung (HPBW). Déi folgend Figur hëlleft dëst Konzept ze illustréieren.

hallwe_Power_Point

D'Figur weist den Haaptlob vun der Antenn an d'Hallefleeschtungspunkten um Haaptlob.

Mathematesch Ausdrock
Eng ongeféier Formel fir d'Stralbreet vun der hallwer Leeschtung ass:

caf2eef9d243a25ea73ac5cc15426abb

wou:

•λ ass d'Operatiounswellelängt,

•D ass d'Dimensioun vun der Antennöffnung (typescherweis Duerchmiesser oder Säitelängt).

D'Eenheet vun der halwer Kraaftstralbreet (HPBW) ass de Radian oder de Grad.

Éischt Nullstrahlbreet (FNBW)

No der Standarddefinitioun gëtt d'Wénkeltrennung tëscht den éischten Nullpunkten, déi dem Haaptlob nobäi sinn, als éischt Nullstrahlbreet bezeechent.

Einfach ausgedréckt ass FNBW de Wénkelspann tëscht den éischte Musternullpunkten op béide Säite vum Haaptbalken.

Geometresch Interpretatioun vum FNBW

Vum Urspronk vum Stralungsmuster aus, zitt Linnen, déi op all Säit tangential zum Haaptstral sinn. De Wénkel tëscht dësen zwou tangentialen Linnen ass déi éischt Nullstralbreet (FNBW). Déi folgend Figur hëlleft dëst Konzept méi kloer ze illustréieren.

hallef_Power_beam_Breet

D'Figur uewen weist d'Halbleistungsstralbreet (HPBW) an déi éischt Nullstralbreet (FNBW) op engem Stralungsmuster, mat dem Haaptlob an de Säiteloben uginn.

Mathematesch Ausdrock

D'Bezéiung tëscht der éischter Nullstrahlbreet (FNBW) an der Half-Power-Strahlbreet (HPBW) kann approximéiert ginn wéi:

b9c78df2a7dd9bbe0af8028f8abc8171

Wann een HPBW ≈ 70λ/D ersetzt, kréie mer:

9fbe819f73d9156af6f35162a47410b6

wou λ d'Wellenlängt an D d'Dimensioun vun der Antennapertur ass.

Eenheet

D'Eenheet vun der First Null Beamwidth (FNBW) ass de Radian (rad) oder de Grad (°).

Effektiv Längt an effektiv Fläch
Ënnert den Antenneparameter sinn effektiv Längt an effektiv Fläch och wichteg Metriken, déi hëllefen, d'Leeschtung vun der Antenn ze evaluéieren.

Effektiv Längt
Déi effektiv Längt vun enger Antenn gëtt benotzt fir hir Polarisatiounseffizienz ze charakteriséieren.

DefinitiounEffektiv Längt ass d'Verhältnes vun der Amplitude vun der Spannung am oppene Circuit un den Empfangsantenneklemmen zu der Amplitude vun der afalender elektrescher Feldstäerkt an der selwechter Polarisatiounsrichtung wéi d'Antenn. Wann eng afalend Well den Antenneingang erreecht, huet se eng gewëssen elektresch Feldstäerkt, där hir Amplitude vun der Polarisatioun vun der Antenn ofhänkt. Dës Polarisatioun soll mat der Spannungsamplitude un den Empfangsklemmen fir optimalen Signalempfang iwwereneestëmmen.

Mathematesch Ausdrock
De mathemateschen Ausdrock fir effektiv Längt ass:

46fef88d02db89f63319d9d9e3c02ad6

wou:

•le​ ass déi effektiv Längt vun der Antenn,

•Voc​ ass d'Amplitude vun der Spannung am oppene Circuit un den Terminale vun der Empfangsantenn,

•Ei​ ass d'Amplitude vun der Stäerkt vum afalenden elektresche Feld an der selwechter Polarisatiounsrichtung wéi d'Antenn.

Effektiv Fläch

Definitioun: Effektiv Fläch ass den Deel vun der Fläch vun enger Empfangsantenn, deen Energie vun der afalender Wellefront absorbéiert an an en elektrescht Signal ëmwandelt; si ass am Allgemengen méi kleng wéi d'physikalesch Aperturfläch vun der Antenn.

Wärend dem Empfang ass déi ganz physesch Fläch vun der Antenn der afalender elektromagnetescher Wellefront ausgesat, awer nëmmen en Deel dovun fangt de Signal effektiv op. Dësen Deel gëtt als effektiv Fläch bezeechent.

De Grond, firwat nëmmen en Deel vun der Wellefrontenergie benotzt gëtt, ass datt en Deel vun der agefaller Well vun der Antenn verstreet gëtt, während en aneren Deel als Hëtzt ofgeleet ka ginn. Dofir gëtt ënner idealen Bedingungen ouni Verloschter déi Fläch, déi, wann se mat der agefaller Leeschtungsdicht multiplizéiert gëtt, déi maximal erreechbar Leeschtung vun der Antenn gëtt, als effektiv Fläch bezeechent.

Déi effektiv Fläch gëtt normalerweis mat bezeechentAeff.

Fir méi iwwer Antennen ze léieren, gitt w.e.g. op:


Zäitpunkt vun der Verëffentlechung: 30. Abrëll 2026

Produktdatenblat kréien