Abbildung 1
1. Strahleffizienz
Ein weiterer gängiger Parameter zur Bewertung der Qualität von Sende- und Empfangsantennen ist die Strahleffizienz. Für die Antenne mit der Hauptkeule in z-Achsenrichtung, wie in Abbildung 1 dargestellt, wird die Strahleffizienz (BE) wie folgt definiert:
Es handelt sich um das Verhältnis der innerhalb des Kegelwinkels θ1 gesendeten oder empfangenen Leistung zur gesamten von der Antenne gesendeten oder empfangenen Leistung. Die obige Formel lässt sich wie folgt darstellen:
Wählt man den Winkel, bei dem der erste Nullpunkt oder Minimalwert auftritt, als θ1, stellt die Strahleffizienz das Verhältnis der Leistung in der Hauptkeule zur Gesamtleistung dar. In Anwendungen wie Messtechnik, Astronomie und Radar muss die Antenne eine sehr hohe Strahleffizienz aufweisen. In der Regel sind mehr als 90 % erforderlich, und die von der Nebenkeule empfangene Leistung muss möglichst gering sein.
2. Bandbreite
Die Bandbreite einer Antenne ist definiert als „der Frequenzbereich, in dem die Leistung bestimmter Eigenschaften der Antenne bestimmten Standards entspricht“. Die Bandbreite kann als Frequenzbereich auf beiden Seiten der Mittenfrequenz (im Allgemeinen bezogen auf die Resonanzfrequenz) betrachtet werden, in dem die Antenneneigenschaften (wie Eingangsimpedanz, Richtcharakteristik, Strahlbreite, Polarisation, Nebenkeulenpegel, Verstärkung, Strahlausrichtung, Strahlungseffizienz) nach Vergleich des Wertes der Mittenfrequenz innerhalb des akzeptablen Bereichs liegen.
． Bei Breitbandantennen wird die Bandbreite üblicherweise als Verhältnis der oberen und unteren Frequenz für einen akzeptablen Betrieb ausgedrückt. Beispielsweise bedeutet eine Bandbreite von 10:1, dass die obere Frequenz zehnmal so groß ist wie die untere Frequenz.
． Bei Schmalbandantennen wird die Bandbreite als Prozentsatz der Frequenzdifferenz zum Mittenwert angegeben. Beispielsweise bedeutet eine Bandbreite von 5 %, dass der zulässige Frequenzbereich 5 % der Mittenfrequenz beträgt.
Da die Antenneneigenschaften (Eingangsimpedanz, Richtcharakteristik, Verstärkung, Polarisation usw.) mit der Frequenz variieren, sind die Bandbreiteneigenschaften nicht eindeutig. Normalerweise sind die Änderungen der Richtcharakteristik und der Eingangsimpedanz unterschiedlich. Daher sind die Richtcharakteristikbandbreite und die Impedanzbandbreite erforderlich, um diesen Unterschied hervorzuheben. Die Richtcharakteristikbandbreite hängt von Verstärkung, Nebenkeulenpegel, Strahlbreite, Polarisation und Strahlrichtung ab, während Eingangsimpedanz und Strahlungseffizienz von der Impedanzbandbreite abhängen. Die Bandbreite wird üblicherweise anhand von Strahlbreite, Nebenkeulenpegel und Charakteristiken angegeben.
Die obige Diskussion geht davon aus, dass sich die Abmessungen des Koppelnetzwerks (Transformator, Gegengewicht usw.) und/oder der Antenne bei Frequenzänderungen nicht ändern. Wenn die kritischen Abmessungen der Antenne und/oder des Koppelnetzwerks bei Frequenzänderungen richtig angepasst werden können, lässt sich die Bandbreite einer Schmalbandantenne erhöhen. Obwohl dies im Allgemeinen keine leichte Aufgabe ist, gibt es Anwendungen, bei denen es machbar ist. Das bekannteste Beispiel ist die Radioantenne eines Autoradios, deren Länge üblicherweise einstellbar ist, um die Antenne für besseren Empfang abzustimmen.
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Veröffentlichungszeit: 12. Juli 2024
