天線輻射方向圖是天線的一個(gè)重要指標(biāo),指在離天線一定距離處,輻射場(chǎng)的相對(duì)場(chǎng)強(qiáng)(歸一化模值)隨方向變化的圖形,是對(duì)天線輻射特性的圖形描述方法。天線輻射方向圖又名天線方向圖和遠(yuǎn)場(chǎng)方向圖。
所以天線輻射方向圖是描述場(chǎng)或者功率作為球坐標(biāo)系中θ和Φ的三維空間變量。在天線輻射方向圖中,若干個(gè)最大輻射區(qū)域的集合,又叫做天線的波瓣圖,其中一個(gè)主要的最大輻射區(qū)域稱“主瓣”,若干個(gè)次要的最大輻射區(qū)域稱“瓣”或“副瓣”。離主瓣最近的旁瓣稱“第一旁瓣”。與主瓣的最大輻射方向完全相反的旁瓣稱“后瓣”。
上圖是一個(gè)沿著Z方向(θ=0°)輻射最強(qiáng)的定向天線的三維場(chǎng)波瓣圖,大部分的輻射都集中在主瓣內(nèi),次瓣內(nèi)也有輻射,在兩個(gè)波瓣之間有一個(gè)輻射零點(diǎn),天線輻射為0。
該波瓣圖關(guān)于Φ對(duì)稱,僅是θ的函數(shù)。如果把三維波瓣圖沿著z軸剖開(kāi),就可以得到平面波瓣圖,下圖是歸一化的平面場(chǎng)波瓣圖,最大輻射方向在θ=0°上,最大值為1。在最大功率兩側(cè)下降一半的夾角定義為半功率波束寬度HPBW或者-3dB波束寬度;主瓣兩側(cè)第一個(gè)輻射零點(diǎn)的夾角定義的波束寬度成為第一零點(diǎn)波束寬度FNBW。這兩種波束寬度都是非常重要的波瓣圖參量。
上圖中的平面波瓣圖如果展開(kāi)成一個(gè)笛卡爾坐標(biāo)系中表示,就是下圖的模樣,x軸表示角度θ參量,而y軸表示天線輻射場(chǎng)功率的大小。
掌握天線的方向圖不僅對(duì)于天線設(shè)計(jì),對(duì)于天線使用都是至關(guān)重要的,我們?cè)诜胖锰炀€的時(shí)候,要盡可能的是最大輻射方向正對(duì)著使用區(qū)域,而不是讓天線桿子指著使用區(qū)域,像下圖一樣。
但是對(duì)于普通的使用者來(lái)說(shuō),如何判斷天線的最大輻射方向呢?
下面是我們整理的各種不同類(lèi)型天線的輻射方向圖,擺放天線的時(shí)候,可以根據(jù)天線的形狀參考一下。
審核編輯:湯梓紅
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原文標(biāo)題:掌握天線波瓣圖,以后再也不會(huì)放錯(cuò)天線了!
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