뉴스 - 안테나 이론

안테나의 방사 패턴에서 주엽은 안테나의 주 빔을 나타내며, 이 빔을 통해 최대의 에너지가 집중적으로 방출됩니다.

빔폭은 대부분의 전력이 방출되는 개구부의 각도 폭입니다. 빔폭을 특성화하는 데 사용되는 두 가지 주요 매개변수는 반전력 빔폭(HPBW)과 제1 널 빔폭(FNBW)입니다.

반전력 빔폭(HPBW)

표준 정의에 따르면, 방사 패턴 진폭이 주엽의 피크에서 50%(즉, -3dB) 감소하는 각도 범위를 반전력 빔폭이라고 합니다.

다시 말해, 빔폭은 안테나가 대부분의 전력을 방출하는 영역으로, 최대 전력 부근의 영역에 해당합니다. 반전력 빔폭은 안테나의 유효 방사장에서 상대 전력이 최대 전력의 50%를 초과하는 각도 범위입니다.

HPBW의 기하학적 해석

방사 패턴에서 원점을 기준으로 주 로브의 양쪽 반전력 지점까지 선을 그립니다. 이 두 벡터 사이의 각도가 반전력 빔폭(HPBW)입니다. 다음 그림은 이 개념을 이해하는 데 도움이 됩니다.

이 그림은 안테나의 주엽과 주엽 상의 반전력 지점을 보여줍니다.

수학적 표현
반전력 빔폭에 대한 근사 공식은 다음과 같습니다.

어디:

•λ는 동작 파장입니다.

•D는 안테나 개구부 치수(일반적으로 지름 또는 변의 길이)입니다.

반전력 빔폭(HPBW)의 단위는 라디안 또는 도입니다.

첫 번째 널 빔폭(FNBW)

표준 정의에 따르면, 주 로브에 인접한 첫 번째 널(null) 사이의 각도 차이를 첫 번째 널 빔폭이라고 합니다.

간단히 말해, FNBW는 주 빔 양쪽의 첫 번째 패턴 널 사이의 각도 범위입니다.

FNBW의 기하학적 해석

방사 패턴의 시작점에서 주 빔의 양쪽에 접선을 그립니다. 이 두 접선 사이의 각도가 제1 널 빔폭(FNBW)입니다. 다음 그림은 이 개념을 더 명확하게 보여줍니다.

위 그림은 방사 패턴에서 반전력 빔폭(HPBW)과 첫 번째 널 빔폭(FNBW)을 보여주며, 주엽과 측엽이 표시되어 있습니다.

수학적 표현

첫 번째 널 빔폭(FNBW)과 반전력 빔폭(HPBW) 사이의 관계는 다음과 같이 근사화할 수 있습니다.

HPBW ≈ 70λ/D를 대입하면 다음과 같습니다.

여기서 λ는 파장이고 D는 안테나 개구부 크기입니다.

단위

첫 번째 널 빔폭(FNBW)의 단위는 라디안(rad) 또는 도(°)입니다.

유효 길이 및 유효 면적
안테나 매개변수 중 유효 길이와 유효 면적은 안테나 성능을 평가하는 데 도움이 되는 중요한 지표입니다.

유효 길이
안테나의 유효 길이는 편파 효율을 나타내는 데 사용됩니다.

정의유효 길이란 수신 안테나 단자에서의 개방 회로 전압 진폭과 안테나와 동일한 편파 방향을 가진 입사 전기장 세기의 진폭 비율입니다. 입사파가 안테나 입력단에 도달하면 안테나의 편파에 따라 진폭이 달라지는 특정 전기장 세기를 갖게 됩니다. 최적의 신호 수신을 위해서는 이 편파가 수신 단자에서의 전압 진폭과 일치해야 합니다.

수학적 표현
유효 길이에 대한 수학적 표현은 다음과 같습니다.