รูปที่ 1
1. ประสิทธิภาพของลำแสง
อีกหนึ่งพารามิเตอร์ทั่วไปที่ใช้ในการประเมินคุณภาพของเสาอากาศส่งและรับสัญญาณคือ ประสิทธิภาพของลำแสง สำหรับเสาอากาศที่มีลำแสงหลักอยู่ในทิศทางแกน z ดังแสดงในรูปที่ 1 ประสิทธิภาพของลำแสง (BE) ถูกกำหนดดังนี้:
เป็นอัตราส่วนของกำลังที่ส่งหรือรับภายในมุมกรวย θ1 ต่อกำลังทั้งหมดที่ส่งหรือรับโดยเสาอากาศ สูตรข้างต้นสามารถเขียนได้ดังนี้:
หากเลือกมุมที่จุดศูนย์แรกหรือค่าต่ำสุดปรากฏขึ้นเป็น θ1 ประสิทธิภาพของลำแสงจะแสดงถึงอัตราส่วนของกำลังในลำแสงหลักต่อกำลังทั้งหมด ในการใช้งานเช่น มาตรวิทยา ดาราศาสตร์ และเรดาร์ เสาอากาศจำเป็นต้องมีประสิทธิภาพของลำแสงสูงมาก โดยปกติแล้วต้องมากกว่า 90% และกำลังที่ได้รับจากลำแสงด้านข้างต้องมีน้อยที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้
2. แบนด์วิดท์
แบนด์วิดท์ของเสาอากาศถูกกำหนดให้เป็น "ช่วงความถี่ที่ประสิทธิภาพของคุณลักษณะบางอย่างของเสาอากาศเป็นไปตามมาตรฐานที่กำหนด" แบนด์วิดท์สามารถพิจารณาได้ว่าเป็นช่วงความถี่ทั้งสองด้านของความถี่ศูนย์กลาง (โดยทั่วไปหมายถึงความถี่เรโซแนนซ์) ซึ่งคุณลักษณะของเสาอากาศ (เช่น อิมพีแดนซ์อินพุต รูปแบบทิศทาง ความกว้างของลำแสง โพลาไรเซชัน ระดับไซด์โลบ อัตราขยาย การชี้ลำแสง ประสิทธิภาพการแผ่รังสี) อยู่ในขอบเขตที่ยอมรับได้หลังจากเปรียบเทียบกับค่าของความถี่ศูนย์กลางแล้ว
สำหรับเสาอากาศบรอดแบนด์ โดยทั่วไปแบนด์วิดท์จะแสดงเป็นอัตราส่วนของความถี่สูงสุดและความถี่ต่ำสุดที่สามารถใช้งานได้ ตัวอย่างเช่น แบนด์วิดท์ 10:1 หมายความว่าความถี่สูงสุดเป็น 10 เท่าของความถี่ต่ำสุด
สำหรับเสาอากาศแบบแถบความถี่แคบ แบนด์วิดท์จะแสดงเป็นเปอร์เซ็นต์ของความแตกต่างของความถี่เทียบกับค่ากลาง ตัวอย่างเช่น แบนด์วิดท์ 5% หมายความว่าช่วงความถี่ที่ยอมรับได้คือ 5% ของความถี่กลาง
เนื่องจากคุณลักษณะของเสาอากาศ (อิมพีแดนซ์ขาเข้า รูปแบบทิศทาง อัตราขยาย โพลาไรเซชัน ฯลฯ) เปลี่ยนแปลงไปตามความถี่ คุณลักษณะของแบนด์วิดท์จึงไม่เหมือนกัน โดยปกติแล้วการเปลี่ยนแปลงของรูปแบบทิศทางและอิมพีแดนซ์ขาเข้าจะแตกต่างกัน ดังนั้นจึงจำเป็นต้องระบุแบนด์วิดท์ของรูปแบบทิศทางและแบนด์วิดท์ของอิมพีแดนซ์เพื่อเน้นความแตกต่างนี้ แบนด์วิดท์ของรูปแบบทิศทางเกี่ยวข้องกับอัตราขยาย ระดับไซด์โลบ ความกว้างของลำแสง โพลาไรเซชัน และทิศทางของลำแสง ในขณะที่อิมพีแดนซ์ขาเข้าและประสิทธิภาพการแผ่รังสีเกี่ยวข้องกับแบนด์วิดท์ของอิมพีแดนซ์ โดยปกติแล้วแบนด์วิดท์จะระบุในแง่ของความกว้างของลำแสง ระดับไซด์โลบ และคุณลักษณะของรูปแบบ
การอภิปรายข้างต้นตั้งอยู่บนสมมติฐานว่าขนาดของวงจรเชื่อมต่อ (หม้อแปลง ตัวถ่วงดุล ฯลฯ) และ/หรือเสาอากาศจะไม่เปลี่ยนแปลงไปตามการเปลี่ยนแปลงของความถี่ หากสามารถปรับขนาดที่สำคัญของเสาอากาศและ/หรือวงจรเชื่อมต่อได้อย่างเหมาะสมตามการเปลี่ยนแปลงของความถี่ แบนด์วิดท์ของเสาอากาศแบบแถบความถี่แคบก็จะเพิ่มขึ้นได้ แม้ว่าโดยทั่วไปแล้วจะไม่ใช่เรื่องง่าย แต่ก็มีบางแอปพลิเคชันที่สามารถทำได้ ตัวอย่างที่พบได้บ่อยที่สุดคือเสาอากาศวิทยุในวิทยุรถยนต์ ซึ่งโดยปกติจะมีส่วนที่ปรับได้เพื่อใช้ในการปรับจูนเสาอากาศให้รับสัญญาณได้ดีขึ้น
หากต้องการเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับเสาอากาศ โปรดไปที่:
วันที่เผยแพร่: 12 กรกฎาคม 2567
