Der Umrechnungsrechner für das Helical Antenna Design hilft bei der Bestimmung der wichtigsten Designparameter einer Spiralantenne, einschließlich Verstärkung, Durchmesser, Strahlbreite und effektive Apertur, basierend auf der Wellenlänge, der Anzahl der Windungen und dem Abstand zwischen den Windungen. Es bietet Schlüsselwerte für Ingenieure, die an Antennen arbeiten, die in Satelliten-, Weltraumkommunikations- und HF-Systemen verwendet werden, die zirkulare Polarisation und große Bandbreite benötigen.
Formeln
Durchmesser (D) = λ / 3,14
Umfang (Meter) = π * D
Cλ = (π * D) / λ
HPBW = 52 / ( Cλ * √(N * S) )
Erste Null = 115 / ( Cλ * √(N * S) )
Verstärkung (dB) = 10,8 + 10 * log10(N * S)
Effektive Apertur (Ae) = (G_linear * λ²) / (4 * π)
Formelerklärung
- λ ist die Betriebswellenlänge der Antenne.
- N ist die Anzahl der Windungen der Helix.
- S ist der Abstand zwischen den Windungen, gemessen in Wellenlängen.
- Cλ stellt den normalisierten Umfang dar, der die Strahlbreite und das Strahlungsmuster beeinflusst.
- HPBW und First Null definieren die Richtcharakteristik der Antenne.
- Der Gewinn misst die Richtwirkung und Effizienz der Antenne, während die effektive Apertur den Empfangsbereich darstellt.
Verwendungsmöglichkeiten dieses Rechners
- Entwurf von Spiralantennen für die Satelliten- und Weltraumkommunikation.
- Schätzung von Gewinn und Strahlbreite für gegebene Antennenparameter.
- Optimierung der Anzahl der Windungen und Abstände, um die gewünschte Leistung zu erzielen.
- Berechnung der Apertur und der effektiven Fläche für die Leistungsempfangsanalyse.
Wie groß ist der Gewinn und die Strahlbreite einer Wendelantenne mit 10 Windungen und einem Abstand von 0,25 λ?
Eingabe : N = 10 Windungen, S = 0,25λ, λ = 0,1 m
Ausgabe :
- D = 0,1 / 3,14 = 0,0318 m (3,18 cm)
- Cλ = (π * 0,0318) / 0,1 = 1
- HPBW = 52 / (1 * √(10 * 0,25)) = 52 / 1,58 = 32,9°
- Erste Null = 115 / 1,58 = 72,8°
- Verstärkung = 10,8 + 10 * log10(10 * 0,25) = 10,8 + 10 * log10(2,5) = 10,8 + 3,98 = 14,78 dB
- Effektive Apertur (Ae) = (10^(14,78/10) * 0,1²) / (4 * π) = (30,1 * 0,01) / 12,57 = 0,0239 m²