II. Anten sĩng ngắn:
b. rộng búp sĩng :
Độrơng búp sĩng là thuật ngữ thường dùng với nghĩa r Độ rộng nửa cơng suấts. Độ rộng búp sĩng nửa cơng suất được định nghĩa là độ rộng gĩc của búp sĩng chính tương ứng với khi biên độ của biểu đồ bức xạ giảm 3 dB so với đỉnh trục tia chính. Đối với các anten mà mẫu bức xạ của nĩ khơng đối xứng mỗi trục của nĩ cĩ độ rộng búp sĩng nửa cơng suất riêng. Các biểu đồ bức xạ như vậy thường dùng trong liên lạc Viba .
Cùng với cơng suất nhận được (hoặc phát đi) của anten theo hướng mong muốn bằng búp sĩng chính của nĩ, một ít năng lượng cũng nhận được (hoặc phát đi) theo các hướng khơng mong muốn bởi các búp sĩng phụ. Cơng suất phát đi theo các búp sĩng phụ cĩ thể gây giao thoa cho các hệ thống vơ tuyến khác và ngược lại cĩ thể nhận các tính hiệu giao thoa. Các giao thoa này đặt ra giới hạn chung về hiệu quả sử dụng hai nguồn lực tự nhiên là phổ vơ tuyến và vị trí đặt các trạm của
các hệ thống khác nhau. Vì vậy, cần giảm thiểu búp sĩng phụ của anten. Thực tế, tầm quan trọng của các đặc tính búp sĩng phụ của anten cĩ thể được đánh giá bởi các luật vơ tuyến quốc tế bằng cách nên sử dụng các biểu đồ bức xạ xác định cho mỗi trạm để cho phép sự đồng tồn tại của nhiều hệ thống vơ tuyến khác nhau. Gĩc mở của anten cĩ thể được ứng dụng chung cho các ứng dụng liên lạc Viba bởi vì khả năng hội tụ truyền dẫn của chúng trong một diện tích mong muốn. Biểu đồ bức xạ của các gĩc mở anten phụ thuộc vào sự phân bố của biểu đồ trường ngang qua gĩc mở. Để giảm thiểu sự tràn qua của năng lượng, sự phân bố thường nhọn đầu dọc theo gĩc mở với cực đại nằm ở giữa. Độ rộng búp sĩng nửa cơng suất ϕhp phụ thuộc vào sự phân bố của khẩu độ, đường kính và tần số hoạt động của anten.
Mối quan hệ gần đúng hữu ích của ϕhp là:
ϕhp =
D
N λ (3.23)
Trong đĩ:
N: là hằng số phụ thuộc vào sự phân chia gĩc mở. N = 58 cho phân bố đồng nhất.
N = 70 cho phân bố dạng chĩp tiêu biểu. D : đường kính của anten (mét).
λ : bước sĩng làm việc tương ứng (mét).
Cường độ bức xạ P( θ,ϕ ) của một anten theo hướng
(θ,ϕ) được định nghĩa là cơng suất được bức xạ từ anten cho mỗi đơn vị gĩc khối ở hướng đĩ.
Độ định hướng của anten D (θ,ϕ) là một số đo của phẩm chất hội tụ của anten tính bằng: av P P D(θ,φ)= (θ,φ) (3.24) Trong đĩ :
D (θ,ϕ ): cường độ bức xạ theo hướng (θ,ϕ ). θ :gĩc ngẩng lên.
Pav :cường độ bức xạ trung bình (cơng suất bức xạ trung bình một anten trên một đơn vị gĩc khối ).
P π 4 r av P = ( 3.25) Trong đĩ :
Pr :Tổng cơng suất bức xạ từ một anten .
Định nghĩa về độ định hướng khơng đưa hiệu suất của anten vào tính tốn bởi vì Pav liên hệ với cơng suất thực đưa vào khơng gian .
Trong một anten một ít cơng suất sẽ mất đi do tràn năng lượng, sự che lắp năng lượng RF bởi các tấm phản xạ phụ, các cấu trúc đỡ, các khuyết tật do nhà sản xuất, tổn thất phản xạ và tổn thất thuần trở. Các tổn thất này làm giảm độ lợi của anten và được tính bởi một giá trị hiệu suất cho anten. Vì vậy mỗi anten cĩ một hiệu suất liên kết. Sau đây là một biểu đồ bức xạ đơn trục của một anten Parabol với các tham số quan trọng cho liên lạc Viba
Cơng suất tương đối (dB)
Gĩc theo hướng chính ( o ) Mẫu phân cực chéo Phân biệt phân cực chéo -3dB 0 Boresight Mẫu đồng cực Búp phụ c. Độ lợi anten :
Độ lợi thu và phát của anten là khả năng đưa ra năng lượng RF theo một hướng xác định hoặc thu năng lượng từ một hướng xác định. Đối với các hệ thống trực xạ yêu cầu anten phát chỉ phát năng lượng về một hướng duy nhất, là hướng của anten cần thu. Độ lợi của anten là độ chênh lệch mật độ cơng suất ở điểm trường xạ giữa anten đang phát và mật độ cơng suất tại điểm đĩ, nhưng đã được thay thế bằng một anten giả bức xạ năng lượng đồng đều theo mọi hướng (đẳng hướng ) một anten như vậy
khơng thể thực hiện trong thực tế nhưng thường dùng để tham khảo. Độ lợi anten chủ yếu lệ thuộc vào tần số làm việc và đường kính của nĩ. Độ lợi lý thuyết của anten được tính bởi cơng thức .
Gmax =20 Log D – 20 Log λ +10 Log n + 9,943 dB (3.26)
Trong đĩ :
D: Đường kính đỉa anten (mét ).
λ :bước sĩng của tần số trung tâm (mét). n :Khẩu độ hiệu dụng của anten.
n = Se /S
Trong đĩ : Se là diện tích hiệu dụng của anten thu hướng về máy phát.
S là diện tích vật lý (thực tế ) của anten.
Hàm độ lợi này G(θ,ϕ ) được tính tốn cho hiệu suất của anten và nĩ liên hệ với độ định hướng qua một hệ số hiệu suất.
G (θ,ϕ )= η * D (θ,ϕ ) (3.27) Trong đĩ : η là hiệu suất của anten.
Các loại anten Parabol tiêu biểu η cĩ giá trị từ 50 – 70 %