في نمط الإشعاع للهوائي، يمثل الفص الرئيسي الحزمة الرئيسية للهوائي، والتي يتم من خلالها إشعاع الطاقة القصوى والأكثر تركيزًا.
عرض الحزمة هو العرض الزاوي للفتحة التي يمر من خلالها معظم الطاقة. المعلمتان الرئيسيتان المستخدمتان لتوصيف عرض الحزمة هما عرض حزمة نصف القدرة (HPBW) وعرض حزمة الصفر الأول (FNBW).
عرض الحزمة بنصف الطاقة (HPBW)
وفقًا للتعريف القياسي، فإن الفصل الزاوي الذي ينخفض عنده سعة نمط الإشعاع بنسبة 50٪ (أي -3 ديسيبل) من ذروة الفص الرئيسي يسمى عرض الحزمة بنصف القدرة.
بمعنى آخر، يُمثل عرض الحزمة المنطقة التي يُشعّ فيها الهوائي معظم طاقته، والتي تُقابل المنطقة القريبة من ذروة الطاقة. أما عرض حزمة نصف الطاقة فهو النطاق الزاوي الذي تتجاوز فيه الطاقة النسبية في مجال الإشعاع الفعال للهوائي 50% من ذروة الطاقة.
التفسير الهندسي لـ HPBW
على نمط الإشعاع، ارسم خطًا من نقطة الأصل إلى كل جانب من الفص الرئيسي عند نقاط نصف القدرة. الزاوية بين هذين المتجهين هي عرض حزمة نصف القدرة (HPBW). يوضح الشكل التالي هذا المفهوم.
يوضح الشكل الفص الرئيسي للهوائي ونقاط نصف الطاقة على الفص الرئيسي.
التعبير الرياضي
الصيغة التقريبية لعرض الحزمة عند نصف القدرة هي:
أين:
•λ هو الطول الموجي التشغيلي،
•D هو بُعد فتحة الهوائي (عادةً القطر أو طول الجانب).
وحدة عرض الحزمة عند نصف القدرة (HPBW) هي الراديان أو الدرجة.
عرض الحزمة الصفرية الأولى (FNBW)
وفقًا للتعريف القياسي، فإن الفصل الزاوي بين أول نقطة صفرية مجاورة للفص الرئيسي يسمى عرض حزمة النقطة الصفرية الأولى.
ببساطة، FNBW هو الامتداد الزاوي بين أول نقاط الصفر النمطية على جانبي العارضة الرئيسية.
التفسير الهندسي لـ FNBW
انطلاقًا من نقطة بداية نمط الإشعاع، ارسم خطوطًا مماسية للشعاع الرئيسي على كل جانب. الزاوية بين هذين الخطين المماسين هي عرض الشعاع الصفري الأول (FNBW). يوضح الشكل التالي هذا المفهوم بشكل أوضح.
يوضح الشكل أعلاه عرض الحزمة عند نصف الطاقة (HPBW) وعرض الحزمة الصفرية الأولى (FNBW) على نمط الإشعاع، مع الإشارة إلى الفص الرئيسي والفصوص الجانبية.
التعبير الرياضي
يمكن تقريب العلاقة بين عرض الحزمة الصفرية الأولى (FNBW) وعرض الحزمة عند نصف القدرة (HPBW) على النحو التالي:
وباستبدال HPBW ≈ 70λ/D، نحصل على:
حيث λ هو الطول الموجي و D هو بُعد فتحة الهوائي.
وحدة
وحدة قياس عرض الحزمة الصفرية الأولى (FNBW) هي الراديان (rad) أو الدرجة (°).
الطول الفعال والمساحة الفعالة
ومن بين معايير الهوائي، يعتبر الطول الفعال والمساحة الفعالة من المقاييس المهمة التي تساعد في تقييم أداء الهوائي.
الطول الفعال
يُستخدم الطول الفعال للهوائي لتحديد كفاءة استقطابه.
تعريفالطول الفعال هو نسبة سعة جهد الدائرة المفتوحة عند أطراف هوائي الاستقبال إلى سعة شدة المجال الكهربائي الساقط في نفس اتجاه استقطاب الهوائي. عندما تصل موجة ساقطة إلى مدخل الهوائي، فإنها تمتلك شدة مجال كهربائي معينة تعتمد سعتها على استقطاب الهوائي. يجب أن يتطابق هذا الاستقطاب مع سعة الجهد عند أطراف جهاز الاستقبال للحصول على استقبال إشارة مثالي.
التعبير الرياضي
الصيغة الرياضية للطول الفعال هي:
أين:
•le هو الطول الفعال للهوائي،
•Voc هو سعة جهد الدائرة المفتوحة عند أطراف هوائي الاستقبال،
•Ei هي سعة شدة المجال الكهربائي الساقط في نفس اتجاه الاستقطاب الخاص بالهوائي.
المساحة الفعالة
التعريف: المساحة الفعالة هي جزء من مساحة هوائي الاستقبال الذي يمتص الطاقة من جبهة الموجة الساقطة ويحولها إلى إشارة كهربائية؛ وهي أصغر بشكل عام من مساحة الفتحة المادية للهوائي.
أثناء الاستقبال، تتعرض المساحة الفيزيائية الكاملة للهوائي لجبهة الموجة الكهرومغناطيسية الساقطة، ولكن جزءًا منها فقط يلتقط الإشارة بفعالية. يُطلق على هذا الجزء اسم المساحة الفعالة.
يعود السبب في استغلال جزء ضئيل فقط من طاقة الموجة الأمامية إلى تشتت جزء من الموجة الساقطة بواسطة الهوائي، بينما قد يتبدد جزء آخر على شكل حرارة. لذا، في ظل الظروف المثالية الخالية من الفقد، تُسمى المساحة التي عند ضربها بكثافة القدرة الساقطة، تعطي أقصى قدرة يمكن الحصول عليها من الهوائي، بالمساحة الفعالة.
يُشار عادةً إلى المساحة الفعالة بـAeff.
لمعرفة المزيد عن الهوائيات، يرجى زيارة:
تاريخ النشر: 30 أبريل 2026
