In het stralingspatroon van een antenne vertegenwoordigt de hoofdlob de hoofdstraal van de antenne, waardoor de maximale en meest geconcentreerde energie wordt uitgestraald.
De bundelbreedte is de hoekbreedte van de opening waardoor het grootste deel van het vermogen wordt uitgestraald. De twee belangrijkste parameters die worden gebruikt om de bundelbreedte te karakteriseren, zijn de halfvermogensbundelbreedte (HPBW) en de eerste nulbundelbreedte (FNBW).
Halfvermogensbundelbreedte (HPBW)
Volgens de standaarddefinitie wordt de hoekafstand waarover de amplitude van het stralingspatroon met 50% (d.w.z. -3 dB) afneemt ten opzichte van de piek van de hoofdlob, de halfvermogensbundelbreedte genoemd.
Met andere woorden, de bundelbreedte is het gebied waarbinnen de antenne het grootste deel van zijn vermogen uitstraalt, wat overeenkomt met het gebied nabij het piekvermogen. De halfvermogensbundelbreedte is het hoekbereik waarbinnen het relatieve vermogen in het effectieve stralingsveld van de antenne meer dan 50% van het piekvermogen bedraagt.
Geometrische interpretatie van HPBW
Trek op het stralingspatroon een lijn vanuit de oorsprong naar elke kant van de hoofdlob op de halfvermogenspunten. De hoek tussen deze twee vectoren is de halfvermogensbundelbreedte (HPBW). De volgende afbeelding helpt dit concept te illustreren.
De afbeelding toont de hoofdlob van de antenne en de halfvermogenspunten op de hoofdlob.
Wiskundige uitdrukking
Een benaderende formule voor de bundelbreedte bij half vermogen is:
waar:
•λ is de werkingsgolflengte,
•D is de afmeting van de antenne-opening (meestal de diameter of de zijlengte).
De eenheid van halfvermogensbundelbreedte (HPBW) is de radiaal of de graad.
Eerste Null Beamwidth (FNBW)
Volgens de standaarddefinitie wordt de hoekafstand tussen de eerste nullen naast de hoofdlob de bundelbreedte van de eerste nullen genoemd.
Simpel gezegd is FNBW de hoekafstand tussen de eerste patroonnulpunten aan weerszijden van de hoofdstraal.
Geometrische interpretatie van FNBW
Trek vanuit het beginpunt van het stralingspatroon aan beide zijden lijnen die tangentieel zijn aan de hoofdstraal. De hoek tussen deze twee raaklijnen is de eerste nulbundelbreedte (FNBW). De volgende afbeelding verduidelijkt dit concept.
De bovenstaande afbeelding toont de halfvermogensbundelbreedte (HPBW) en de eerste nulbundelbreedte (FNBW) op een stralingspatroon, met de hoofdlob en zijlobben aangegeven.
Wiskundige uitdrukking
De relatie tussen de eerste nulbundelbreedte (FNBW) en de halfvermogensbundelbreedte (HPBW) kan bij benadering als volgt worden weergegeven:
Door HPBW ≈ 70λ/D te substitueren, verkrijgen we:
waarbij λ de golflengte is en D de afmeting van de antenneopening.
Eenheid
De eenheid van First Null Beamwidth (FNBW) is de radiaal (rad) of de graad (°).
Effectieve lengte en effectief oppervlak
Tot de antenneparameters behoren ook de effectieve lengte en het effectieve oppervlak, die belangrijke meetwaarden zijn voor de beoordeling van de antenneprestaties.
Effectieve lengte
De effectieve lengte van een antenne wordt gebruikt om de polarisatie-efficiëntie ervan te karakteriseren.
DefinitieDe effectieve lengte is de verhouding tussen de amplitude van de open-circuitspanning bij de ontvangstantenne en de amplitude van de invallende elektrische veldsterkte in dezelfde polarisatierichting als de antenne. Wanneer een invallende golf de antenne-ingang bereikt, heeft deze een bepaalde elektrische veldsterkte waarvan de amplitude afhangt van de polarisatie van de antenne. Deze polarisatie moet overeenkomen met de spanningsamplitude bij de ontvangstantenne voor optimale signaalontvangst.
Wiskundige uitdrukking
De wiskundige uitdrukking voor effectieve lengte is:
waar:
•le is de effectieve lengte van de antenne,
•Voc is de amplitude van de open-circuitspanning bij de ontvangstantenneaansluitingen.
•Ei is de amplitude van de invallende elektrische veldsterkte in dezelfde polarisatierichting als de antenne.
Effectief gebied
Definitie: Het effectieve oppervlak is het gedeelte van het oppervlak van een ontvangstantenne dat energie van het invallende golffront absorbeert en omzet in een elektrisch signaal; het is over het algemeen kleiner dan het fysieke apertuuroppervlak van de antenne.
Tijdens de ontvangst wordt het gehele fysieke oppervlak van de antenne blootgesteld aan de invallende elektromagnetische golf, maar slechts een deel ervan vangt het signaal daadwerkelijk op. Dit deel wordt het effectieve oppervlak genoemd.
De reden dat slechts een fractie van de energie van het golffront wordt benut, is dat een deel van de invallende golf door de antenne wordt verstrooid, terwijl een ander deel als warmte kan worden afgevoerd. Daarom wordt, onder ideale omstandigheden zonder verliezen, het oppervlak dat, vermenigvuldigd met de invallende vermogensdichtheid, het maximaal haalbare vermogen van de antenne oplevert, het effectieve oppervlak genoemd.
Het effectieve oppervlak wordt gewoonlijk aangeduid metAeff.
Ga voor meer informatie over antennes naar:
Geplaatst op: 30 april 2026
