आकृती १. अँटेना बीम कार्यक्षमता परिभाषित करण्यासाठी वापरले जाणारे मुख्य-बीम आणि साइडलोब प्रदेश.
अँटेना बीम कार्यक्षमता म्हणजे काय?
अँटेना बीम कार्यक्षमताज्याला मेन-बीम एफिशियन्सी असेही म्हणतात, ही अँटेनाच्या एकूण उत्सर्जित शक्तीचा तो अंश आहे जो एका परिभाषित मेन-बीम क्षेत्रात येतो. हे एका व्यावहारिक डिझाइन प्रश्नाचे उत्तर देते: उपलब्ध रेडिएशनपैकी किती भाग साइडलोब्स आणि बॅक लोबमध्ये विभागला जाण्याऐवजी इच्छित कोनीय सेक्टरकडे केंद्रित होतो?
प्राप्त करणाऱ्या अँटेनासाठी, पारस्परिकता तत्त्वानुसार, जेव्हा सभोवतालचे क्षेत्र आणि ध्रुवीकरण परिस्थिती सुसंगतपणे परिभाषित केली जाते, तेव्हा मुख्य बीमद्वारे गोळा केलेल्या प्राप्त शक्तीचा अंश म्हणून त्याच कल्पनेकडे पाहता येते. त्यामुळे बीमची कार्यक्षमता रडार, रेडिओमेट्री, सॅटेलाइट लिंक्स, पॉइंट-टू-पॉइंट मायक्रोवेव्ह सिस्टीम्स आणि अँटेना मापनामध्ये विशेषतः उपयुक्त ठरते, जिथे अवांछित दिशांकडून येणारी किंवा त्या दिशेने जाणारी ऊर्जा अचूकता कमी करू शकते किंवा व्यत्यय वाढवू शकते.
आकृती १ मध्ये, मुख्य लोब z-अक्षावर केंद्रित आहे. जर शंकू कोन θ१जेव्हा पहिला नल किंवा दुसरी स्पष्टपणे निर्दिष्ट केलेली मुख्य-शलाका सीमा चिन्हांकित केली जाते, तेव्हा त्या शंकूच्या आत पॉवर पॅटर्नचे समाकलन करून आणि त्याला संपूर्ण रेडिएशन पॅटर्नवर समाकलन केलेल्या पॉवरने भागून शलाका कार्यक्षमता मोजली जाते.
अँटेना बीम कार्यक्षमता सूत्र
सामान्यीकृत पॉवर पॅटर्न P वापरूनn(θ,φ) साठी, सामान्य बीम-कार्यक्षमतेचे सूत्र खाली दर्शविले आहे:
अंश निवडलेल्या मुख्य-बीमच्या घन कोनात (Ω) असलेली शक्ती दर्शवतो.MBछेद 4π स्टेरॅडियनवर एकत्रित केलेली एकूण उत्सर्जित शक्ती दर्शवतो. परिणामी मूल्य, ηB, हे परिमाणरहित असून सामान्यतः टक्केवारीमध्ये दर्शवले जाते.
- Pn(θ,φ)हा सामान्यीकृत शक्तीचा नमुना आहे. जर मोजलेल्या विद्युत-क्षेत्राच्या माहितीचा वापर केला, तर संबंधित शक्ती पद |E| च्या समानुपाती असते.२.
- ΩMBहा निर्दिष्ट मुख्य-बीम प्रदेश आहे, जो बहुतेकदा पहिल्या नल्सद्वारे किंवा परिभाषित शंकू कोनाद्वारे मर्यादित असतो.
- θ आणि φसंपूर्ण रेडिएशन पॅटर्नचे वर्णन करण्यासाठी एलिव्हेशन आणि अझिमुथ कोऑर्डिनेट्स वापरले जातात.
मुख्य-बीमची सीमा नेहमी निकालासोबत नमूद केली पाहिजे. जर एक प्रयोगशाळा पहिल्या शून्यापर्यंत समाकलन करत असेल आणि दुसरी स्थिर कोनीय शंकू वापरत असेल, तर दोन प्रयोगशाळांना एकाच नमुन्यातून वेगवेगळी संख्यात्मक मूल्ये मिळू शकतात. अंदाजे परिभ्रमण-सममित पेन्सिल बीमसाठी, पुढील समीकरणात दाखवल्याप्रमाणे समाकलन सोपे केले जाऊ शकते.
अँटेना बीमची कार्यक्षमता कशी मोजली जाते?
बीमची कार्यक्षमता ही एकाच बोअरसाइट रीडिंगऐवजी रेडिएशन-पॅटर्न डेटावरून मिळवली जाते. यासाठी कॅलिब्रेटेड फार-फिल्ड रेंज, कॉम्पॅक्ट अँटेना टेस्ट रेंज किंवा प्रमाणित फार-फिल्ड ट्रान्सफॉर्मेशन असलेली निअर-फिल्ड सिस्टीम वापरली जाऊ शकते. फेझ्ड अॅरेसाठी, प्रत्येक आवश्यक बीम स्टेट, फ्रिक्वेन्सी आणि पोलरायझेशनकरिता मापन पुन्हा केले पाहिजे, कारण स्कॅनिंग आणि अॅम्प्लिट्यूड किंवा फेजमधील त्रुटींमुळे साइडलोब्समध्ये पॉवरचे पुनर्वितरण होऊ शकते.
- विकिरण नमुना मोजामुख्य बीम, साइडलोब आणि बॅक लोब यांचा समावेश करण्यासाठी पुरेशा कोनीय व्याप्तीवर.
- मोजलेल्या क्षेत्राला पॉवर पॅटर्नमध्ये रूपांतरित कराआणि प्रत्येक कोनीय नमुन्याला तेच सामान्यीकरण लागू करा.
- मुख्य बीमची सीमा निश्चित कराजसे की पहिला-शून्य समोच्च किंवा निर्दिष्ट शंकू कोन.
- त्या सीमेच्या आत शक्ती एकत्रित कराआणि त्याला संपूर्ण पॅटर्नवर एकत्रित केलेल्या शक्तीने भागा.
- चाचणीच्या अटींचा अहवाल द्याज्यामध्ये वारंवारता, ध्रुवीकरण, शलाका स्थिती, कोनीय विभेदन आणि सीमा व्याख्या यांचा समावेश आहे.
द्विमितीय E-प्लेन आणि H-प्लेन कट्सची एक जोडी बीमविड्थ आणि साइडलोब वर्तन दर्शवू शकते, परंतु जोपर्यंत रोटेशनल सिमेट्री सिद्ध होत नाही, तोपर्यंत ती सामान्यतः संपूर्ण त्रिमितीय बीम-एफिशियन्सी मूल्य देत नाही. फुल-स्फीअर किंवा पुरेशा पूर्ण पॅटर्नचा डेटा अधिक समर्थनीय परिणाम देतो. RF MISO बद्दल अधिक जाणून घ्या.अँटेना चाचणी क्षमता.
बीम कार्यक्षमता विरुद्ध अँटेना कार्यक्षमतेच्या इतर संज्ञा
शलाका कार्यक्षमता विरुद्ध विकिरण कार्यक्षमता
विकिरण कार्यक्षमताउत्सर्जित शक्तीची अँटेनाने स्वीकारलेल्या शक्तीशी तुलना करते आणि त्यामुळे वाहक आणि डायलेक्ट्रिक हानी दर्शवते.बीम कार्यक्षमताउत्सर्जित शक्ती कोठे जाते याचे वर्णन करते. अँटेनामध्ये अंतर्गत हानी कमी असली तरी, जर लक्षणीय शक्ती साइडलोब किंवा बॅकलोबमध्ये दिसत असेल, तर त्याची बीम कार्यक्षमता माफक असू शकते.
बीम कार्यक्षमता विरुद्ध दिशात्मकता आणि लाभ
दिशात्मकतासमदिश रेडिएटरच्या सापेक्ष, रेडिएशन पॅटर्नच्या सर्वोच्च एकाग्रतेचे वर्णन करते. गेनमध्ये दिशात्मकता आणि रेडिएशन कार्यक्षमता यांचा संयोग असतो, तर रिअलाईज्ड गेनमध्ये इम्पेडन्स मिसमॅचचाही विचार केला जातो. बीम कार्यक्षमता वेगळी आहे, कारण ती केवळ सर्वोच्च दिशेचे मूल्यांकन करण्याऐवजी एका कोनीय प्रदेशातील शक्तीला एकत्रित करते.
बीमची कार्यक्षमता विरुद्ध बीमची रुंदी
अर्ध-शक्ती बीमविड्थ म्हणजे मुख्य लोबच्या -3 dB बिंदूंमधील कोनीय रुंदी होय. अरुंद बीमसोबत अनेकदा उच्च डायरेक्टिव्हिटी आढळते, परंतु केवळ त्यामुळे उच्च बीम कार्यक्षमता सिद्ध होत नाही. एखाद्या पॅटर्नचे शिखर अरुंद असूनही तो साइडलोब्समध्ये लक्षणीय ऊर्जा पाठवू शकतो. त्यामुळे, बीमविड्थ आणि साइडलोबची पातळी यांचा एकत्रित बीम-कार्यक्षमतेच्या मूल्यासोबत एकत्रितपणे आढावा घेणे आवश्यक आहे.
अँटेना बीमची कार्यक्षमता कशामुळे नियंत्रित होते?
१. साइडलोब आणि बॅक-लोब स्तर
निवडलेल्या मुख्य-शलाका क्षेत्राबाहेरील शक्ती थेट शलाकेची कार्यक्षमता कमी करते. छिद्रातील सातत्यहीनता, अॅरेमधील अंतर, आयामातील त्रुटी किंवा आवश्यक आकृतिबंधासाठी अनुकूलित न केलेल्या प्रदीपन प्रोफाइलमुळे उच्च साइडलोब्स निर्माण होऊ शकतात. जवळपासच्या संरचनांमधून होणारे प्रति-विकिरण आणि विकिरण यांचाही असाच परिणाम होऊ शकतो.
२. छिद्र प्रदीपन आणि आयाम टेपर
ॲपर्चर अँटेना आणि ॲरे हे रेडिएटिंग ॲपर्चरवर पसरलेल्या ॲम्प्लिट्यूड वितरणाचा वापर करतात. जवळजवळ एकसमान वितरणामुळे अरुंद मुख्य बीम आणि उच्च डायरेक्टिव्हिटी मिळू शकते, परंतु त्यामुळे तुलनेने उच्च साइडलोब्स देखील निर्माण होऊ शकतात. ॲम्प्लिट्यूड टेपर लागू केल्याने साइडलोब्स दाबले जाऊ शकतात आणि एकूण पॅटर्न पॉवरचा अधिक भाग इच्छित क्षेत्रात केंद्रित करता येतो, तथापि, अत्याधिक टेपरमुळे मुख्य बीम रुंद होऊ शकतो आणि पीक गेन किंवा ॲपर्चर कार्यक्षमता कमी होऊ शकते. त्यामुळे, सर्वोत्तम सेटिंग ही ॲप्लिकेशन-विशिष्ट तडजोड असते.
३. फीड स्पिलओव्हर आणि स्ट्रक्चरल ब्लॉकेज
रिफ्लेक्टर अँटेनामध्ये, रिफ्लेक्टरला चुकवलेली ऊर्जा ही स्पिलओव्हर असते आणि ती अपेक्षित मुख्य बीममध्ये योगदान देत नाही. फीड सपोर्ट्स, सबरिफ्लेक्टर किंवा जवळपासचे हार्डवेअर देखील ॲपर्चर फील्डचा काही भाग अडवू किंवा विखुरू शकतात. योग्य फीड निवड, फोकल पोझिशनिंग आणि मेकॅनिकल अलाइनमेंट या हानी आणि अवांछित लोब्स नियंत्रित करण्यास मदत करतात.
४. फेज, अॅम्प्लिट्यूड आणि पृष्ठभागावरील त्रुटी
अॅरे घटकांमधील फेज असंतुलन, असमान फीड लॉस, उत्पादन सहनशीलता, रिफ्लेक्टरच्या पृष्ठभागातील त्रुटी आणि रेडोमची विकृती यांमुळे ऊर्जा अभिप्रेत बीमपासून दूर जाऊ शकते. वारंवारता वाढल्यास हे परिणाम सहसा अधिक महत्त्वाचे ठरतात, कारण एक निश्चित आयामी त्रुटी तरंगलांबीचा एक मोठा अंश दर्शवते.
५. ध्रुवीकरण शुद्धता
बीम-कार्यक्षमतेच्या काही व्याख्यांमध्ये केवळ अपेक्षित ध्रुवीकरणातील शक्तीचा समावेश असतो. मुख्य बीमच्या आत किंवा बाहेर असलेले क्रॉस-पोलराइज्ड रेडिएशन मग नोंदवलेले मूल्य कमी करू शकते. सिम्युलेशन, मापन आणि सिस्टम आवश्यकतांमध्ये ध्रुवीकरण सुसंगतपणे निर्दिष्ट केले पाहिजे.
बीम कार्यक्षमता, बीम रुंदी आणि बँडविड्थ भिन्न असतात
बीम कार्यक्षमताहे एक एकात्मिक कोनीय शक्ती गुणोत्तर आहे.बीमरुंदीएका नमूद केलेल्या पातळीवर, सामान्यतः हाफ-पॉवर किंवा -3 dB पॉइंट्सवर, मुख्य लोबच्या कोनीय रुंदीचे वर्णन करते.अँटेना बँडविड्थनिवडलेल्या आवश्यकता ज्या वारंवारता श्रेणीमध्ये पूर्ण होतात, त्याचे वर्णन करते. हे मापदंड एकमेकांवर प्रभाव टाकतात, परंतु ते अदलाबदल करण्यायोग्य नाहीत.
एखादी रचना विस्तृत वारंवारता श्रेणीमध्ये स्वीकारार्ह VSWR राखू शकते, परंतु बँडच्या कडांजवळ तिची बीम दिशा, साइडलोब पातळी किंवा बीम कार्यक्षमता लक्षणीयरीत्या बदलते. त्यामुळे, पॅटर्नची कार्यक्षमता केवळ इम्पेडन्स बँडविड्थवरून अनुमानित करण्याऐवजी अनेक वारंवारतांवर सत्यापित केली पाहिजे. वारंवारता-श्रेणीच्या व्याख्यांच्या सविस्तर विवेचनासाठी, पहा.अँटेना बँडविड्थ.
बीमची कार्यक्षमता कशी सुधारता येईल?
- साइडलोब दमन, मुख्य-बीम रुंदी आणि गेन यांच्यात संतुलन साधेल असा ॲपर्चर टेपर निवडा.
- रिफ्लेक्टर-फीड पोझिशन, एज इल्युमिनेशन आणि स्पिलओव्हर ऑप्टिमाइझ करा.
- ग्रेटिंग लोब्स टाळण्यासाठी अॅरेमध्ये घटकांमधील योग्य अंतर आणि अचूक अॅम्प्लिट्यूड किंवा फेज नियंत्रण वापरा.
- अडथळा, केबल विखुरणे आणि माउंटिंग स्ट्रक्चर किंवा रॅडोमसोबत होणारी अवांछित आंतरक्रिया कमी करा.
- सर्वाधिक ऑपरेटिंग फ्रिक्वेन्सीवर मशीनिंग टॉलरन्स, पृष्ठभागाची अचूकता आणि अलाइनमेंट नियंत्रित करा.
- संपूर्ण ऑपरेटिंग बँड आणि प्रत्येक आवश्यक बीम स्थितीमध्ये को-पोलर आणि क्रॉस-पोलर पॅटर्नची पडताळणी करा.
हाय बीमची कार्यक्षमता सर्वात जास्त कुठे महत्त्वाची ठरते?
जेव्हा शक्ती किंवा प्राप्त झालेली ऊर्जा एका निश्चित दिशेत मर्यादित ठेवणे आवश्यक असते, तेव्हा उच्च बीम कार्यक्षमता विशेषतः मौल्यवान ठरते. लक्ष्य-शोधक आणि प्रतिमांकन रडार, उपग्रह संचार दुवे, रेडिओ खगोलशास्त्र आणि रेडिओमेट्री, पॉइंट-टू-पॉइंट मायक्रोवेव्ह दुवे, रिफ्लेक्टर-फीड प्रणाली, कॅलिब्रेशन अँटेना आणि इलेक्ट्रॉनिकरित्या नियंत्रित अॅरे ही त्याची काही ठळक उदाहरणे आहेत.
प्रत्येक अँटेनासाठी अचूक ठरेल अशी कोणतीही सार्वत्रिक बीम-कार्यक्षमतेची टक्केवारी नाही. एका उपयुक्त आवश्यकतेमध्ये ऑपरेटिंग फ्रिक्वेन्सी, पोलरायझेशन, बीमची स्थिती आणि कोनीय सीमा, तसेच स्वीकारार्ह साइडलोब आणि बॅक-लोब वर्तनाचा उल्लेख असणे आवश्यक आहे. यामुळे पुरवठादाराचा डेटा, सिम्युलेशन आणि मोजलेले परिणाम यांची थेट तुलना करता येते.
खरेदीदारांनी अँटेनाच्या डेटाशीटमध्ये काय तपासावे?
जेव्हा बीम नियंत्रण महत्त्वाचे असते, तेव्हा केवळ पीक गेनच्या आधारावर अँटेनाचे मूल्यांकन करू नका. नेमक्या मॉडेल आणि फ्रिक्वेन्सी रेंजसाठी कोणता पॅटर्न डेटा आणि चाचणीच्या अटी उपलब्ध आहेत, हे निर्मात्याला विचारा.
- कार्यरत वारंवारता श्रेणी आणि नमुना मोजमापांसाठी वापरल्या जाणाऱ्या वारंवारता
- वारंवारतेनुसार गेन, हाफ-पॉवर बीमविड्थ आणि फर्स्ट साइडलोब लेव्हल
- आवश्यक प्रतलांमध्ये किंवा गोलाकार स्कॅनवर सह-ध्रुवीय आणि तिरकस-ध्रुवीय प्रारण नमुने
- जेव्हा बीमची कार्यक्षमता निर्दिष्ट केली जाते, तेव्हा तिची गणना करण्यासाठी वापरली जाणारी कोनीय सीमा आणि ध्रुवीकरण.
- VSWR, कनेक्टर किंवा वेव्हगाईड इंटरफेस, पॉवर हाताळणी आणि पर्यावरणीय आवश्यकता
- यांत्रिक सहनशीलता, माउंटिंग व्यवस्था आणि कोणतीही रेडोम किंवा रिफ्लेक्टर-फीड संरचना
आरएफ एमआयएसओ मायक्रोवेव्ह अँटेना सोल्यूशन्स
RF MISO मापन, रडार, संचार आणि प्रणाली एकीकरणासाठी मायक्रोवेव्ह आणि मिलीमीटर-वेव्ह अँटेना पुरवते. संबंधित उत्पादन श्रेणींमध्ये यांचा समावेश आहेमानक गेन हॉर्न अँटेना, परावर्तक अँटेनाआणिअॅरे अँटेनामॉडेल-विशिष्ट तपशील आणि उपलब्ध चाचणी डेटा यांची आवश्यक फ्रिक्वेन्सी, पोलरायझेशन, गेन आणि पॅटर्न परफॉर्मन्सच्या संदर्भात तपासणी केली पाहिजे.
अँटेना निवडीसाठी किंवा विशिष्ट गरजेसाठी,RF MISO शी संपर्क साधा at info@rf-miso.com.
पोस्ट करण्याची वेळ: जुलै-१२-२०२४
