HOME » Характеристики направленного рупора: 7 показателей и измерения

Характеристики направленного рупора: 7 показателей и измерения

Работу высоконаправленного рупора оценивают по усилению, полосе, отражению, эффективности, ширине луча, внеосевому излучению и поляризации. Значения 15–25 дБи, 1–40 ГГц и КСВН ниже 1,5 не являются общим паспортом всех рупорных антенн.

1. Усиление в нужном направлении

Усиление включает пространственную концентрацию и эффективность. 24 дБи соответствуют линейному коэффициенту около 251 относительно изотропного источника при принятой нормировке. Пассивная антенна не создаёт в 251 раз больше общей мощности.

Указывайте частоту и направление. Обычное и реализованное усиление различаются учётом рассогласования. Максимум на оси не заменяет данных при наклоне или сканировании.

2. Полоса по всем требованиям

Полезное частотное окно должно одновременно удовлетворять критериям отражения, усиления, диаграммы и поляризации. Одного широкого диапазона низкого S11 недостаточно.

Верхняя частота разъёма также не определяет всю антенну. Учитывайте возбуждающую структуру, моды и возможное расщепление луча.

3. Отражение и КСВН

Для коэффициента отражения Γ, КСВН = (1+|Γ|)/(1−|Γ|). При 1,5 имеем |Γ| = 0,2 и отражённую долю 4%. Остальная мощность не обязательно вся направлена в главный лепесток.

Калибруйте VNA к нужной плоскости и учитывайте адаптеры. Для волноводной антенны полевая TE-импедансная величина не равна автоматически 50 Ом коаксиального порта.

4. Эффективность и площадь раскрыва

Строго различайте эффективность излучения и использования апертуры. В подходящем апертурном приближении G ≈ 4πηapA/λ². Здесь A — геометрическая площадь, ηap — эффективность апертуры, а G линейный.

Для 20 дБи, то есть G = 100, на 10 ГГц при ηap = 0,60 получается A ≈ 0,0119 м². Квадрат такой площади имеет сторону около 109 мм, или 3,64λ, а не обязательные 12λ.

Это оценка площади по заданной эффективности, не готовый чертёж рупора: длина, форма раскрыва и фазовые ошибки требуют проектирования. Эффективность 90% не гарантирована самим типом антенны.

5. Ширина луча

HPBW — ширина главного лепестка между точками на 3 дБ ниже его максимума по мощности. Измеряйте нужные плоскости и частоты. E- и H-сечения прямоугольного рупора обычно различаются.

Более узкий луч требует лучшего наведения и может хуже покрывать протяжённый объект. Диапазон 10–30° не описывает каждый рупор.

6. Боковые и заднее излучение

Уровень бокового лепестка задают относительно определённого максимума и области углов. Отношение вперёд/назад также требует указания направления или сектора. Универсальных 30 дБ для всех моделей нет.

Измерительная динамика и отражения площадки могут маскировать слабые лепестки. Низкий сигнал на одном заднем угле не доказывает отсутствие излучения во всей задней полусфере.

7. Поляризационные характеристики

Для линейной поляризации рассматривают ко- и кросс-поляризационные компоненты в согласованной системе координат. Для круговой — осевое отношение и направление вращения по одинаковой конвенции.

Число «95% чистоты» без определения и направления неоднозначно. Развязка двух портов тоже не заменяет пространственное измерение кросс-поляризации.

Приёмка и эксплуатация

В документацию включают диаграммы, усиление, S-параметры и неопределённость. VNA сам по себе не измеряет все семь показателей без дополнительного радиационного стенда.

Универсальное смещение облучателя на λ/4 или заземление, уменьшающее потери ровно до 0,3 дБ, не является способом настройки. Применяйте чертёж и проверяйте среднюю и пиковую мощность, температуру и монтаж.

Источники: рупорные антенны, усиление и эффективная апертура. Дальность оценивается отдельно по полному бюджету связи.

latest news
Scroll to Top
Blank Form (#3)