Антенну с круговой поляризацией оценивают по осевому отношению, направлению вращения и противоположной компоненте, усилению, согласованию и эффективности. Малое осевое отношение не означает высокую эффективность. Одно S11 не описывает чистоту поляризации и всю излучаемую мощность.
1. Осевое отношение
Для амплитуд электрического поля большой и малой осей AR = Emax/Emin, а ARdB = 20 log10 AR. У идеальной окружности AR = 1, то есть 0 dB.
1,5 или 3 dB могут быть критериями конкретного применения, а не универсальным определением идеала. Указывайте частоту и направление наблюдения. Для антенны 6–12 ГГц важны края полосы и промежуточные точки, а не только один хороший результат.
При вращении известного линейного зонда вокруг оси распространения подходящий метод даёт ARdB = 10 log10(Pmax/Pmin). Оцените смещение зонда, его кросс-поляризацию и отражения установки.
2. Направление вращения и противоположная компонента
Само AR не различает RHCP и LHCP. Измерьте амплитуды и относительную фазу ортогональных компонент либо используйте калиброванный круговой эталон. Применяйте одинаковое соглашение о направлении наблюдения.
Для идеального полностью поляризованного эллипса в одной точке отношение мощностей основной и противоположной круговых компонент равно [(AR+1)/(AR−1)]². В этой формуле AR линейное, не в dB.
При AR = 1 противоположная компонента математически равна нулю. Реальная проверка ограничена шумом, калибровкой и динамикой и не доказывает бесконечную развязку.
Только максимальная и минимальная мощность при вращении линейного зонда не определяют направление вращения поля.
3. Усиление и диаграмма
Измеряйте усиление нужной круговой компоненты в рабочем направлении. Без преобразования нельзя сравнивать суммарное усиление двух поляризаций с усилением одной компоненты.
Проверьте края луча. Хорошее AR на оси не описывает весь сектор. Сам тип поляризации не задаёт общие для всех антенн 5–10 dBi.
Между идеальными линейной и круговой поляризациями коэффициент передачи мощности равен 1/2, или потере около 3 dB. Игнорирование поляризации эталона может привести к ошибочному отнесению этой разницы к потерям антенны.
4. Согласование порта
Калибруйте VNA в плоскости питания и измеряйте S11 или КСВН. Через |Γ|: КСВН = (1+|Γ|)/(1−|Γ|).
При КСВН 2:1 получаем |Γ| = 1/3, отражённую мощность около 11,1% и потери рассогласования около 0,51 dB. Принятые 88,9% не обязательно излучаются полностью.
5. Радиационная и полная эффективность
Радиационная эффективность — доля принятой мощности, которая излучается. Полная включает также рассогласование. В простой однопортовой модели ηtotal = ηrad(1−|Γ|²).
Оценка возможна с помощью калиброванных радиационных измерений, подходящей реверберационной камеры или связи усиления с направленностью при соответствующих условиях. Отдельно AR, максимальное усиление и S11 недостаточны.
80% может быть целью проекта, но не обязательным свойством любой антенны круговой поляризации. Разделяйте функциональные требования и неопределённость метода.
Условия отчёта
- Частоты, направления и соглашение поляризации.
- Кабель, переходы и опорная плоскость.
- Расстояние, область поля и отражения.
- Зонд, фазовая связь каналов и шум.
- Обтекатель и установленная конструкция.
- Повторяемость и неопределённость.
Если требуются температурные или вибрационные испытания, задайте профиль и сравните RF-параметры до, во время или после воздействия по программе. Название вибростенда не определяет эффективность антенны и не заменяет измерение излучения.
Определения поляризации и эффективности помогают разделить пять показателей. Приёмка относится к конкретным условиям, а не одному общему порогу.
