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안테나 빔폭 및 게인 계산기

조리개 안테나의 게인, 조리개 효율 및 주파수에서 안테나 3dB 빔폭 계산

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공식

θ_3dB ≈ 70λ/D (degrees), G = η_a × (πD/λ)²

θ_3dB3 dB half-power beamwidth (°)
λWavelength (m)
DAperture diameter (m)
η_aAperture efficiency
GGain (dBi)

작동 방식

3dB 빔폭은 전력이 피크 값의 절반으로 떨어지는 주 방사 로브의 각도 폭을 설명하는 안테나 설계의 중요한 파라미터입니다.파라볼릭 리플렉터 안테나의 경우 이 파라미터는 안테나의 물리적 직경 및 작동 파장과 근본적으로 연결됩니다.이 관계는 푸리에 광학 및 파동 전파 원리에서 파생된 회절 제한 해상도를 따릅니다.안테나 직경이 파장에 비해 커지면 빔폭이 좁아져 보다 정밀한 지향성 전송 및 수신이 가능합니다.수학적으로 표현한 θ_3dB = 70*λ/d는 안테나 크기와 각도 해상도 간의 역관계를 나타냅니다. 여기서 λ는 파장을 나타내고 D는 안테나의 물리적 조리개 직경을 나타냅니다.

계산 예제

직경이 2.4미터이고 10GHz에서 작동하는 위성 통신 X-밴드 안테나를 생각해 보십시오.먼저 파장을 계산해 보십시오. λ= c/f = 3 × 10^8/ (10 × 10^9) = 0.03미터.다음 공식을 적용하면 θ_3dB = 70*λ/d: θ_3dB = 70* (0.03/2.4) = 0.875도.안테나의 빔은 매우 좁고 정밀하며 집중된 위성 통신에 적합하며 지향성이 높고 사이드 로브 간섭이 최소화됩니다.

실용적인 팁

  • 파장과 직경의 단위가 일치하는지 항상 확인하십시오.
  • 표면 거칠기 및 제조 허용 오차 고려
  • 전산 전자기 도구를 사용하여 이론적 계산을 검증합니다.

흔한 실수

  • 파장과 직경을 일정한 단위로 변환하는 것을 잊어버림
  • 실제 빔 성능을 저하시킬 수 있는 표면 정확도 무시
  • 공식이 모든 안테나 유형에서 동일하게 작동한다고 가정하면

자주 묻는 질문

이 공식은 표면 정확도가 좋은 파라볼릭 리플렉터 안테나에서 가장 정확합니다.다른 안테나 형상에는 다른 계산 방법이 필요할 수 있습니다.
주파수가 높을수록 주어진 안테나 직경의 빔폭이 좁아져 지향성 해상도가 향상됩니다.
게인은 조리개 효율, 직경 및 파장에 따라 달라집니다.직경이 크고 주파수가 높을수록 일반적으로 게인이 증가합니다.
공식은 이론적 한계를 제공합니다.실제 성능은 피드 설계, 표면 정확도 및 제조 허용 오차에 따라 달라질 수 있습니다.
위상 어레이에는 서로 다른 빔 조향 메커니즘이 있습니다.이 공식은 파라볼릭 리플렉터 안테나에 가장 적합합니다.

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