在本章中，我们将讨论天线辐射方向图中的另一个重要因素，即波束宽度。在天线的辐射方向图上，主瓣是天线的主波束，天线辐射的最大能量和恒定能量在此流过。

光束宽度是辐射大部分功率的孔径角。该光束宽度的两个主要考虑因素是半功率光束宽度(HPBW)和第一空光束宽度(FNBW) 。

半功率光束宽度

根据标准定义，“角距是半功率波束宽度，其中辐射方向图的强度从主波束的峰值减少50％(或-3dB)。”

换句话说，波束宽度是辐射大部分功率的区域，这是峰值功率。半功率波束宽度是在天线的有效辐射场中相对功率大于峰值功率的50％的角度。

HPBW的指示

当在两侧的辐射图的原点和主瓣的半功率点之间画一条线时，这两个矢量之间的角度称为HPBW ，即半功率束宽度。通过下图可以很好地理解这一点。

该图显示了主瓣和HPBW的半功率点。

数学表达

半功率波束宽度的数学表达式为-

一半\：功率\：光束\：= 70 \ lambda _ {/ D} $$

哪里

• $ \ lambda $是波长(λ= 0.3 /频率)。

• D是直径。

单位

HPBW的单位是弧度或度。

第一空光束宽度

根据标准定义，“与主瓣相邻的第一图样零点之间的角度跨度称为第一零波束宽度” 。

简而言之，FNBW是从主光束引出的角度间隔，该间隔是在辐射图的主要波瓣上的辐射图的零点之间绘制的。

FNBW的指示

从辐射图的原点开始，在与主光束相切的两侧绘制切线。这两个切线之间的角度称为第一零光束宽度(FNBW) 。

借助下图可以更好地理解这一点。

上图显示以辐射图标记的半功率波束宽度和第一空波束宽度以及副瓣和主瓣。

数学表达

第一空光束宽度的数学表达式为

$$ FNBW = 2 HPBW $$ $$ FNBW \：2 \ left(70 \ lambda / D \ right)\：= 140 \ lambda / D $$

哪里

• $ \ lambda $是波长(λ= 0.3 /频率)。
• D是直径。

单位

FNBW的单位是弧度或度。

有效长度和有效面积

在天线参数中，有效长度和有效面积也很重要。这些参数有助于我们了解天线的性能。

有效长度

天线有效长度用于确定天线的极化效率。

定义-“有效长度是在天线极化的相同方向上，接收天线的开放端子处的电压幅度与入射波阵面的场强幅度之比。”

当入射波到达天线的输入端子时，该波具有一定的场强，其强度取决于天线的极化。这种极化应与接收器端电压的大小相匹配。

数学表达

有效长度的数学表达式为-

$$ l_ {e} = \ frac {V_ {oc}} {E_ {i}} $$

哪里

• $ l_ {e} $是有效长度。

• $ V_ {oc} $是开路电压。

• $ E_ {i} $是入射波的场强。

有效面积

定义-“有效面积是接收天线的面积，它吸收从入射波前到天线暴露在波前的总面积的大部分功率。”

天线在接收时的整个区域面对入射的电磁波，而天线的仅一部分接收信号，即有效区域。

由于接收到的波阵面只有一部分被利用，这是因为该波的一部分被散射而另一些则作为热量散发。因此，在不考虑损耗的情况下，将利用获得的实际面积的最大功率的面积称为有效面积。

有效面积用$ A_ {eff} $表示。