Trong giản đồ bức xạ của ăng-ten, thùy chính biểu thị chùm tia chính của ăng-ten, nơi phát ra năng lượng tối đa và tập trung nhất.
Độ rộng chùm tia là độ rộng góc của khe hở mà qua đó phần lớn công suất được bức xạ. Hai thông số chính được sử dụng để đặc trưng cho độ rộng chùm tia là Độ rộng chùm tia ở mức một nửa công suất (HPBW) và Độ rộng chùm tia ở điểm không đầu tiên (FNBW).
Độ rộng chùm tia ở mức công suất một nửa (HPBW)
Theo định nghĩa tiêu chuẩn, khoảng cách góc mà tại đó biên độ của mẫu bức xạ giảm 50% (tức là -3 dB) so với đỉnh của thùy chính được gọi là độ rộng chùm tia bán công suất.
Nói cách khác, độ rộng chùm tia là vùng mà anten phát xạ phần lớn công suất của nó, tương ứng với vùng gần công suất cực đại. Độ rộng chùm tia ở mức một nửa công suất là phạm vi góc mà trong đó công suất tương đối trong trường bức xạ hiệu dụng của anten vượt quá 50% công suất cực đại.
Giải thích hình học của HPBW
Trên giản đồ bức xạ, hãy vẽ một đường thẳng từ gốc tọa độ đến mỗi phía của thùy chính tại các điểm công suất bằng một nửa. Góc giữa hai vectơ này là độ rộng chùm tia tại điểm công suất bằng một nửa (HPBW). Hình sau đây giúp minh họa khái niệm này.
Hình vẽ thể hiện búp sóng chính của anten và các điểm công suất một nửa trên búp sóng chính.
Biểu thức toán học
Công thức gần đúng cho độ rộng chùm tia ở mức công suất một nửa là:
Ở đâu:
•λ là bước sóng hoạt động,
•D là kích thước khẩu độ anten (thường là đường kính hoặc chiều dài cạnh).
Đơn vị của độ rộng chùm tia ở mức công suất một nửa (HPBW) là radian hoặc độ.
Độ rộng chùm tia bằng không đầu tiên (FNBW)
Theo định nghĩa tiêu chuẩn, khoảng cách góc giữa các điểm cực tiểu đầu tiên liền kề với thùy chính được gọi là độ rộng chùm tia cực tiểu đầu tiên.
Nói một cách đơn giản, FNBW là khoảng góc giữa hai điểm triệt tiêu mẫu đầu tiên ở hai bên chùm tia chính.
Giải thích hình học của FNBW
Từ gốc của hình dạng bức xạ, vẽ các đường tiếp tuyến với chùm tia chính ở mỗi phía. Góc giữa hai đường tiếp tuyến này là độ rộng chùm tia bằng không đầu tiên (FNBW). Hình sau đây giúp minh họa khái niệm này rõ ràng hơn.
Hình trên thể hiện độ rộng chùm tia ở mức công suất một nửa (HPBW) và độ rộng chùm tia ở điểm không đầu tiên (FNBW) trên giản đồ bức xạ, với thùy chính và các thùy phụ được chỉ ra.
Biểu thức toán học
Mối quan hệ giữa độ rộng chùm tia không tải đầu tiên (FNBW) và độ rộng chùm tia ở mức công suất một nửa (HPBW) có thể được xấp xỉ như sau:
Thay thế HPBW ≈ 70λ/D, ta thu được:
trong đó λ là bước sóng và D là kích thước khẩu độ anten.
Đơn vị
Đơn vị của Độ rộng chùm tia không đầu tiên (FNBW) là radian (rad) hoặc độ (°).
Chiều dài hiệu quả và diện tích hiệu quả
Trong số các thông số của anten, chiều dài hiệu dụng và diện tích hiệu dụng cũng là những chỉ số quan trọng giúp đánh giá hiệu suất của anten.
Chiều dài hiệu quả
Chiều dài hiệu dụng của anten được sử dụng để đặc trưng cho hiệu suất phân cực của nó.
Sự định nghĩaChiều dài hiệu dụng là tỷ lệ giữa biên độ điện áp hở mạch tại các đầu cực anten thu và biên độ cường độ điện trường tới cùng hướng phân cực với anten. Khi sóng tới đến đầu vào anten, nó mang một cường độ điện trường nhất định có biên độ phụ thuộc vào sự phân cực của anten. Sự phân cực này phải phù hợp với biên độ điện áp tại các đầu cực thu để thu tín hiệu tối ưu.
Biểu thức toán học
Biểu thức toán học cho chiều dài hiệu dụng là:
Ở đâu:
•le là chiều dài hiệu dụng của anten.
•Voc là biên độ điện áp hở mạch tại các đầu cực anten thu.
•Ei là biên độ của cường độ điện trường tới theo cùng hướng phân cực với anten.
Diện tích hiệu quả
Định nghĩa: Diện tích hiệu dụng là phần diện tích của ăng-ten thu hấp thụ năng lượng từ sóng tới và chuyển đổi nó thành tín hiệu điện; diện tích này thường nhỏ hơn diện tích khẩu độ vật lý của ăng-ten.
Trong quá trình thu tín hiệu, toàn bộ diện tích vật lý của anten đều tiếp xúc với sóng điện từ tới, nhưng chỉ một phần trong đó thu được tín hiệu một cách hiệu quả. Phần này được gọi là diện tích hiệu dụng.
Lý do chỉ một phần nhỏ năng lượng sóng được sử dụng là vì một phần sóng tới bị tán xạ bởi anten, trong khi một phần khác có thể bị tiêu tán dưới dạng nhiệt. Do đó, trong điều kiện lý tưởng không có tổn thất, diện tích mà khi nhân với mật độ công suất sóng tới sẽ cho công suất tối đa có thể thu được từ anten được gọi là diện tích hiệu dụng.
Diện tích hiệu dụng thường được ký hiệu bằngAeff.
Để tìm hiểu thêm về ăng-ten, vui lòng truy cập:
Thời gian đăng bài: 30/04/2026
