什么是辐射和功率模式剖析?

辐射模式剖析

辐射模式是辐射功率作为远场空间坐标函数的量度,通常表示为任何给定方向的功率与主叶功率之比。

天线性能通常用其主 E 平面和 H 平面图案来描述。这是辐射功率作为单一空间坐标函数的二维表示。该空间坐标取决于天线的极化方向。对于线性极化天线,E 平面图案被定义为包含电场矢量和最大辐射方向的平面。H 平面是包含磁场矢量和最大辐射方向的平面。

侧叶通常代表不希望有的辐射方向,应尽量减少。通常情况下,最值得关注的侧叶是与主叶相邻的侧叶,称为第一侧叶。边叶的电平通常用相关边叶的功率密度与主叶的功率密度之比来表示,通常称为边叶 电平

根据路德维希 3 的定义,当天线是线性极化时,可以将单位矢量与 AUT 的主极化对齐。通过这种对齐方式,可以在整个三维远场范围内将磁场分为 "同极化 "和 "跨极化 "两个部分。

极化在测量天线的峰值增益以及评估共极化和跨极化水平方面起着至关重要的作用。为确保精确测量,有必要对准探头和 AUT 场。有趣的是,定位器的精度通常并不重要,因为即使对齐过程中出现微小误差,对峰值增益测量的影响也可以忽略不计。但是,如果要测量极低的交叉极性电平,则需要具有良好角度灵敏度的定位器。

单探头滚动方位角系统和 MVG 多探头系统都遵循 "标准 θφ "球形网格。在测量过程中,线性极化探针与球体的 θ 轴和φ 轴对齐,从而可以测量 AUT 的 Eθ 和 Eφ 场分量。有了这些场分量,就能在两个正交的 AUT 主切面上观测到同极性场和跨极性场。

我们想知道什么?

天线性能可以通过描述天线辐射特性的各种指标来量化。这些测量参数可能包括自由空间、电路和传输特性,其中许多都需要在远场进行测量。还必须注意的是,所有这些参数都会随着频率的变化而变化。

  • 自由空间特性:

辐射模式测量(指向、波束宽度)、

指向性测量、

极化(倾斜角、轴向比、XPD - 交叉极性分辨)、

RCS(波对波散射测量)。

  • 电路元件表征:

阻抗测量

反射系数测量

  • 传输特性:

增益

效率

有效面积

  • 我们需要所有这些参数作为频率的函数!
  • 注意:粗体项目需要在远场进行测量。

天线模式的远场表示法

天线模式数据可以以不同的形式显示。上面的图片展示了喇叭天线远场辐射模式的各种数据表示。

典型目标 - 描述天线的远场辐射模式与方向的关系。

典型输出--远场辐射模式随方向变化的图形表示--剪切图(a)、二维视图(b)或三维图(c)。

相对功率模式:线性和分贝刻度

天线辐射模式是相对场强与角度位置的关系图。由于该值的变化很大,较低水平的辐射模式特性细节可能并不明显。因此,辐射模式通常以对数刻度而非线性刻度显示。上图是同一辐射模式,一个是线性刻度,另一个是对数刻度。

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