クワッドリッジホーンのビーム幅は、周波数、形状、励振ポートとパターンの切断面に依存します。X帯全体に共通の60～80°という値はありません。quad-ridgedは四本のリッジを意味し、単なる四角い外形や四つの独立ビームではありません。
半値幅HPBWの定義
半電力ビーム幅は、主ローブの電力が最大値の半分、約−3 dBとなる二点間の角度差です。最初のヌル同士の幅とは異なります。
非対称なパターンでは、実際の最大方向と同じローブの両側の境界を特定します。機械軸に対して左右が同じ角度だと仮定しません。
電界振幅では半電力は最大振幅の約0.707に相当し、0.5ではありません。振幅比は20 log、電力比は10 logで表します。
四本のリッジの働き
リッジは場と遮断条件を変え、広帯域の整合設計に役立ちます。適切な励振により二つの直交偏波を扱えます。
整合帯域が広くても、その範囲でパターンがすべて同じになるわけではありません。拡がり、長さ、間隔、トランジションとリッジ形状を合わせて確認します。
周波数による変化
固定した開口では短波長ほどビームが狭くなる傾向があります。λ/Dは開口モデルの初期的な尺度であり、70°λ/Dがあらゆる広帯域ホーンの厳密式ではありません。
開口の振幅分布、位相とモード成分も変わります。幅は必ずしも単調に減らず、変形や分裂した最大が現れる場合があります。
L帯90～100°、Ku帯50～60°を構造名だけから割り当てないでください。機種ごとの曲線を求め、度で表す角度幅とHzで表す帯域幅も区別します。
ポート、偏波と座標面
有効ポート、偏波と座標を指定します。直線偏波の二ポートでは、筐体に対するE面とH面がポートによって入れ替わることがあります。未使用ポートは試験条件どおりに終端します。
円偏波には適切な振幅と位相差が必要です。二入力をつなぐだけでは所望の状態になりません。ポート間隔離、交差偏波とビーム幅は別々の特性です。
曲線の読み方
ある切断面で最大が0°、−3 dB交点が−28°と+32°なら、HPBWは60°です。これは読取り例であり製品仕様ではありません。
角度刻みが粗いと交点の不確かさが増えます。周波数、正規化、刻み、補間と不確かさを記録します。離れた複数ローブを一つの幅として任意につなげないでください。
測定条件
反射、距離、参照アンテナとダイナミックレンジを管理します。電気的に大きな開口ではR ≳ 2D²/λがよく使われる遠方界の目安ですが、それだけで設備全体の妥当性は決まりません。
近傍界変換にはプローブデータ、走査面と適切な処理が必要です。ポートを比較するときはケーブル位置や負荷も管理します。VNAのS11だけでは角度に対する放射分布は得られません。
照射したい領域から選ぶ
試験領域では均一性とカバー範囲、通信では相手方向、余裕と干渉が重要です。狭いビームが常に広いビームより適切とは限りません。
ETS-Lindgren 3164-05は2～18 GHzを指定する製品例で、その帯域も全クワッドリッジホーン共通ではありません。パターンの定義に沿い、必要なポート、偏波と周波数の切断面を使います。
