Luận văn Thiết kế anten cassegrain cho các trạm vệ tinh mặt đất

a, để giảm hiệu ứng anten ta có thể dùng một ống hở hình trụ 5 để bọc anten. 5. Anten xoắn. Anten xoắn là loại anten mà phần tử bức xạ cơ bản của nó là các vòng dây dẫn có dòng điện sóng chạy. Trường bức xạ của anten xoắn trong trường hợp tổng quát là trường phân cực quay. Anten xoắn thường được ứng dụng trong dải sóng cực ngắn, gồm nhiều loại: xoắn trụ, xoắn phẳng, xoắn hình chóp...Khi lắp anten xoắn, phải chú ý đến đường kính của dây và chất cách điện của lõi đỡ dây. a. Anten xoắn trụ. Anten gồm một đường dây xoắn dẫn điện và một màn chắn kim loại. Anten được tiếp điện bởi fide đồng trục, lỏi fide được nối với đường dây xoắn, vỏ fide nói với mặt kim loại. Dạng sóng có tác dụng chủ yếu trong mỗi đường dây xoắn phụ thuộc vào kích thước tương đối của vòng xoắn so với bước sóng công tác. Các thông số hình học đặc trưng cho anten xoắn trụ là bán kính a, bước sóng s (hoặc độ dài của mỗi vòng xoắn và góc xoắn a), và số vòng N. Hệ số khuếch đại của anten xoắn trụ: N: số vòng. S: bước quấn. l: bước sóng. L: chiều dài vòng xoắn. Đồ thị phương hướng của anten được vẽ ở hình (3.14). Ưu điểm : kết cấu đơn giản, dải tần rộng. Hệ số bao trùm dãy sóng lmax/lmin=1,7. Nhược điểm: hướng tính không cao. b. Anten xoắn phẳng : Anten xoắn phẳng lôgarit và xoắn phẳng acsimet đều là các anten bức xạ trường phân cực quay. Để tiếp điện cho anten xoắn phẳng lôgarit cũng như xoắn acsimetcó thể dùng file song hành vì kết cấu của các anten này là kết cấu đối xứng. Trong thực tế, việc tiếp điện cho anten có thể thực hiện bằng fide đồng trục. Khi ấy vỏ ngoài của fide được gắn vào một nhánh của anten xoắn, còn lõi của fide đồng trục được tiếp cho nhánh thứ hai. Các nhánh của anten có thể được cấu tạo từ các lá kim loại mỏng dán lên các tấm điện môi. Bước sóng cực đại của dải tần số có quan hệ với độ dài nhánh anten và được xác định từ hệ thức : L= (1 – 1,5 )l max (3.9) l: độ dài của một nhánh anten. Bước sóng cực tiểu của dải tần số có quan hệ với bán kính ban đầu của đường xoắn và xác định. (3.10) c. Anten xoắn chóp : Có hai loại xoắn chóp thường và xoắn chóp lôgarit - Anten xoắn chóp thường: Hệ số bao trùm dải sóng của anten loại này có thể đạt tới . Thông thường giới hạn này của dải tần công tác đối với anten xoắn chóp sẽ ứng với tần số mà bước sóng lmin của nó bằng độ dài của vòng xoắn nhỏ nhất, còn giới hạn dưới sẽ ứng với tần số mà bước sóng lmax của nó bằng độ dài của vòng xoắn lớn nhất. - Anten xoắn chóp lôgarit: có đồ thị bức xạ đơn hướng (hình 3.15), hướng bức xạ của anten xoắn chóp là hướng trục, cực đại về phía đỉnh chóp. Trong thực tế, anten được kế cấu từ các băng kim loại gắn lên mặt nón điện môi, việc tiếp điện cho anten có thể được thực hiện bằng cáp đồng trục gắn dọc theo băng kim loại. Trở kháng vào của anten xoắn chóp lôgarit thực tế không biến đổi trong dải tần công tác. Trị số của nó phụ thuộc chủ yếu vào góc q o của đỉnh chóp, trở kháng vào Rva tăng khi qo tăng. Trong thực tế, anten xoắn thường và xoắn lôgarit cũng có thể được thiết lập trên các mặt có hình dạng khác. 8. Anten mạch in (anten mạch dải ) Anten mạch in( hay anten mạch dải) còn thường được gọi là anten mạch vi dải vì nó có kích thước rất nhỏ, về thực chất là một kết cấu bức xạ kiểu khe. Về cấu tạo, mỗi phần tử anten mạch dải gồm các phần chính là phiến kim loại, lớp đế điện môi, màn chắn kim loại và bộ phận tiếp điện( hình 3.17 ). Phiến kim loại được gắn lên đế điện môi, tạo nên một kết cấu tương tự một mảng của mạch in, do vậy anten có tên gọi là anten mạch in. Các thông số cấu trúc cơ bản của một phần tử anten mạch dải là chiều dài L, chiều rộng W,bề dày t và hằng số điện môi e của lớp đế điện môi. Phần tử anten mạch dải có thể tiếp điện bằng đường truyền mạch dải hoặc dùng cáp đồng trục có đầu thăm nối với phiến kim loại, còn vỏ cáp nối với màn chắn. Trong mặt phẳng E ( mặt phẳng vuông góc với trục của khe), trường bức xạ của hai khe được xác định : (3.11) K: đại lượng phụ thuộc vào biên độ trường được kích thích trong khe, lo là bước sóng trong không gian tự do. Công thức này đúng cho các góc j nằm trong giới hạn 0 < j <180, nghĩa là đúng cho nửa không gian phía trên của màn chắn. Đồ thị phương hướng của anten mạch in được vẽ ở hình (3.18) Anten mạch dải được sử dụng chủ yếu ở dải siêu cao tần, có nhiều ưu điểm về mặt kết cấu ( nhỏ, nhẹ, mỏng, chắc chắn) và có thể áp dụng công nghệ mạch in để sản xuất nên giá thành thấp. Phần tử bức xạ của anten mạch dải nằm ở phía trên của tấm kim loại ( màn chắn dẫn điện ) nên có thể dể dàng kết hợp các phần tử anten với các mạch tích cực( mạch khuếch đại, đổi tần…) hoặc các mạch xử lý tín hiệu nằm ở phía sau màn chắn để tạo ra anten tích cực hoặc anten có xử lý tín hiệu . 9. Anten loa. Có dạng như hình (3.19): Hình 3-19 Anten loa thuộc loại anten bức xạ mặt. Mặt bức xạ của anten là miệng loa, phần tử bức xạ cơ bản của anten là nguyên tố Huyghen, là nguyên tố điện tích được kích thích bởi từ trường đồng pha. Anten loa thường được dùng ở dải sóng cm. Năng lượng cao tần được truyền theo ống dẫn sóng tới cổ loa dưới dạng sóng phẳng. Ở đây một phần nhỏ năng lượng sẽ phản xạ trở lại, còn đại bộ phận tiếp tục truyền theo thân loa dưới dạng sóng phân kỳ tới miệng loa. Tại miệng loa, phần lớn năng lượng được bức xạ ra không gian ngoài, một phần sẽ phản xạ trở lại. Sự phản xạ sóng từ cổ loa sẽ càng lớn khi góc mở của loa càng lớn, còn sự phản xạ từ miệng loa sẽ càng nhỏ khi kích thước của miệng loa càng nhỏ. Vận tốc pha của sóng truyền ra là: (3.12) với : c là vận tốc ánh sáng. b là kích thước của miệng loa. Các anten dạng loa không cho độ định hướng cao nhưng có kết cấu đơn giản. Kích thước của anten phụ thuộc góc chùm tia mong muốn, độ lợi hướng và các chỉ tiêu kỹ thuật có liên quan với nhau. Băng thông của anten loa hẹp hơn nhiều so với anten parabol có cùng kích thước. 10. Anten chữ thập-cánh bướm. Đây là loại anten phát dải rộng ở băng sóng mét (VHF) anten cấu tạo trên cơ sở sử dụng các chấn tử nửa sóng (l/2) phân cực ngang. Biểu đồ hướng ngang của chấn tử là hình số 8 (hình 3.20.a). - Để tạo được biểu đồ hướng ngang là hình tròn ta sử dụng hai chấn tử l/2 đặt vuông góc với nhau trên mặt phẳng nằm ngang, và cấp nguồn nuôi lệch pha (hình 3.20.b). Để tạo được biểu đồ hướng đứng hẹp cần sử dụng vài tầng anten chữ thập, tầng nọ cách tầng kia .Hình(3.20.c). - Để mở rộng dải tần của anten cần tăng đường kính hoặc độ rộng của các chấn tử. Trong kiểu anten chữ thập có thể dùng loại chấn tử phẳng có chiều cao . Đây là một tập hợp các vòng trên một mặt phẳng. Chấn tử phẳng có dải thông tần cỡ tần số trung bình. Dòng điện cao tần chạy trong chấn tử theo hướng ngang, nên chấn tử không nhất thiết là mặt phẳng liền kín, mà có thể chế tạo như trên hình vẽ (hình 3.20.d phía trên) để giảm ảnh hưởng của gió. Chấn tử phẳng có thể xem như có một đường fide nuôi l/4 bị đoản mạch từ (hình 3.20.d). Các chấn tử 1-;2;...;n đặt nằm ngang theo chiều dài của fide, chúng lại tạo nên một đường dây hở mạch.Các chấn tử sẽ có pha khác dấu với nhau. Đường bao nối các đầu tạo thành hình nửa cánh bướm. Trong thực tế thường sử dụng loại anten cánh bướm là tổ hợp của hai chấn tử phẳng để tạo thành hình >< (hình 3.20. d). Anten cánh bướm có trở kháng vào . Hệ số khuếch đại trong mặt phẳng đứng lớn hơn 1.8 lần so với chấn tử phẳng đơn. Hình 3-21 Để tăng hệ số khuếch đại và đạt biểu đồ hướng đúng hẹp có thể dùng anten chũ thập cánh bướm nhiều tầng, mỗi tấng cách nhau từ. Điều cơ bản là phải đạt điều kiện: hai nửa của một chấn tử có pha đối nhau (), còn hai nửa của chấn tử vuông góc bị dịch pha . Ví dụ hình 3.21.a giới thiệu anten cánh bướm 3 tầng. - Chiều dài các đoạn dây fide từ điểm a và khác nhau l/2, vì thế tạo ra điện áp nuôi ngược pha nhau cho các chấn tử 1 và 3. - Khoảng cách từ các điểm và tới các chấn tử 1và 3 là như nhau, nên không gây dịch pha và các tầng được nuôi đồng pha. - Để tạo độ dịch pha nuôi các chấn tử vuông góc, chỉ cần tăng chiều dài một trong hai đoạn dây fide thêm (hình 3.21 a). Với phương pháp nuôi các chấn tử bằng các dòng điện dịch pha nhau có thể giảm tối đa sóng phản xạ về dây fide chính, có nghĩa là tăng hệ số sóng chạy và mở rộng dải tần làm việc của anten. Trong những trường hợp nguồn nuôi được cấp riêng biệt từ máy phát hình và máy phát tiếng thì hệ thống phân phối tín hiệu sẽ có thêm chúc năng làm thành một bộ lọc phân cách (hình 3.22). Các tín hiệu cao tần hình và tiếng được trộn trong mạch cầu làm bằng các đoạn cáp đồng trục (hình 3.22 a). Tỉ lệ về pha của các tín hiệu cao tần hình và tiếng tại các chấn tử khác nhau (hính b,c). Tuy anten phát hình chũ thập cánh bướm có ưu điểm là gọn, nhẹ, dễ chế tạo, nhưng cũng có nhiều nhược điểm là: biểu đồ hướng ngang phụ thuộc nhiều vào đường kính của cột đỡ. Để đạt được biểu đồ hướng tròn với độ mấp mô nhỏ thì đường kính của cột đỡ không vượt quá:. Vì vậy anten chũ thập cánh bướm chỉ được ứng dụng trong băng tần VHF. Trong băng UHF thì đường kính của cột quá nhỏ. Cũng vì lý do trên không thể thiết kế được anten phát hình đa kênh và có biểu đồ hướng ngang theo yêu cầu, trừ hình tròn và số 8 trên cơ sở anten chữ thập cánh bướm. Đồ thị phương hướng được vẽ ở hình (3.23) 10. Anten thấu kính. Anten thấu kính thuộc loại anten mặt. Măt bức xạ của nó được kích thích bởi trường do một nguồn sóng sơ cấp đưa tới. Nguyên lý hoạt động của anten thấu kính cũng tương tự nguyên lý của thấu kính quang học. Thấu kính hội tụ được ứng dụng để thiết lập những anten có đồ thị phương hướng hẹp ngoài các thấu kính có hình dạng phức tạp hơn, cho phép biến đổi sóng sơ cấp để tạo ra ở mặt bức xạ một qui luật phân bố trường cho trước. Ta gọi thấu kính này là thấu kính đặc biệt . Mỗi anten thấu kính gồm hai phần chính là thấu kính và bộ chiếu xạ. Tùy theo thấu kính là loại đối xứng trục hay hình trụ mà bộ chiếu xạ có hình dạng thích hợp để tạo thành sóng sơ cấp đưa tới thấu kính. Một số loại anten thấu kính được vẽ ở hình ( ) Ở hình vẽ, ta có các loại thấu kính điện môi (hình a,b), thấu kính giả điện môi hoặc còn gọi là thấu kính điện môi kim loại (hình c), và các thấu kính kim loại (hình d,e,f). Việc tạo thành chùm tia song song ở mặt ra của thấu kính có thể do sự khúc xạ sóng tại một mặt thấu kính hay tại cả hai mặt (tùy theo từng kết cấu cụ thể). a. Thấu kính điện môi : Thấu kính điện môi thuộc loại thấu kính chậm. Chiết suất của thấu kính được xác định bởi hệ số điện môi tương đối của vật liệu chế tạo, theo công thức: = với e: hằng số điện môi của thấu kính. :hằng số điện môi của môi trường không khí. Thấu kính điện môi có ưu điểm là dải tần rộng và tính chất hội tụ của nó không phụ thuộc vào sự phân cực của sóng. Tuy nhiên, nhược điểm của nó là có gây tổn hao đối với sóng truyền qua và đắt tiền. Hiệu suất của thấu kính được xác định : a :là hệ số suy giảm được tính theo công thức : (dB/m) d :là góc tổn hao của điện môi, t là độ dày của thấu kính . Để giảm tổn hao, cần sử dụng điện môi có ntgd nhỏ, ví dụ polistirol có n =2,3 , tgd = 0,0001 b. Thấu kính kim loại: Biết rằng không có các điện môi với n <1, vì vậy để chế tạo thấu kính nhanh cần sử dụng kết cấu gồm các tấm kim loại đặt song song nhau. Khi ấy, môi trường giữa hai tấm kim loại kề nhau sẽ giống như môi trường trong ống dẫn sóng chữ nhật, có kích thước trong mặt phẳng H bằng khoảng cách a giữa hai tấm kim loại. Vận tốc pha của sóng truyền qua là: Do đó chiết suất của thấu kính sẽ là: Thấu kính kim loại có kết cấu đơn giản giá thành hạ và có hiệu suất cao (vì trong thấu kính không có điện môi gây tổn hao) nhưng có nhược điểm là tính chất hội tụ của thấu kính phụ thuộc vào sự phân cực của sóng tới và tần số công tác (hay đó là giới hạn về dải tần số). c. Thấu kính điện môi-kim loại: Là thấu kính thuộc loại thấu kính chậm. Nó được cấu tạo bởi các phần tử kim loại mà kích thước của các phần tử này theo phương của vector E có giá trị nhỏ so với bước sóng. Các phần tử kim loại này có thể có kết cấu và hình dạng khác nhau :hình cầu, hình đĩa dẹt, dải kim loại.… Hệ số điện môi được xác định: e= eo (1+ ) Trong đó, N là số phân tử trong một đơn vị thể tích. a là hệ số phân cực của một phần tử, là hệ số điện môi của chân không. Chiết suất của}điện môi-kim loại~ được xác định bởi công thức: = d. Thấu kính kim loại gấp khúc: Thấu kính được kết cấu bởi hai lá kim loại song song, uốn theo đường gấp khúc, sao cho các tia truyền trong đó sẽ có quỹ đạo mà độ dài hình học của các quỹ đạo ấy đều bằng nhau. e. Thấu kính không đồng nhất: Một trong những thấu kính không đồng nhất là thấu kính Luneberg. Thấu kính có thể được chế tạo dưới dạng hình cầu hoặc hình trụ tròn có chiết suất biến đổi theo hướng bán kính theo qui luật: Trong đó, là khoảng cách tính từ tâm, a là bán kính hình cầu hoặc hình trụ. 10. Anten gương. Nguyên lý chung: Nguyên lý làm việc của anten gương tương tự như nguyên lý của gương quang học. Sóng sơ cấp với dạng của mặt sóng và hướng truyền lan nhất định, sau khi phản xạ từ mặt gương sẽ trở thành sóng thứ cấp với dạng của mặt sóng và hướng truyền lan biến đổi theo yêu cầu cho trước. Việc biến đổi dạng mặt sóng và hướng truyền lan được thực hiện nhờ hình dạng và kết cấu đặc biệt của mặt gương. Anten gương có nhiệm vụ vừa biến đổi dạng giản đồ hướng của bức xạ sơ cấp, vừa biến đổi hướng truyền lan (antenloa – parabol) hoặc chỉ biến đổi hướng bức xạ(anten periscop). Ngoài ra, trong một số trường hợp để nâng cao chỉ tiêu chất lượng của anten người ta còn kết hợp một số gương tạo thành anten kép (anten Cassegrain). -Hình a: giản đồ hướng bức xạ sơ cấp - thứ cấp với anten gương parabol. -Hình b: giản đồ hướng bức xạ sơ cấp - thứ cấp đối với anten gương có đồ thị phương hướng dạng cosec. -Hình c: vẽ giản đồ hướng và truyền lan của bức xạ sơ cấp - thứ cấp với anten loa – parabol. -Hình d: vẽ sự biến đổi hướng bức xạ của sóng sơ cấp – thứ cấp đối với anten gương pêriscôp. A. Anten Parabol: Là loại anten sử dụng rộng rãi nhất cho các ứng dụng sóng Viba là anten phản xạ dạng Parabol (thường được gọi là anten Parabol). Nó bao gồm một anten sơ cấp như là một lưỡng cực đặt tại tiêu cự của một tấm phản xạ dạng Parabol như hình vẽ. Miệng hay góc mở vật lý của tấm phản xạ có dạng tròn và chu tuyến của tấm phản xạ hướng về mặt phẳng chứa tiêu cự F. Điểm quan trọng của loại anten này là có thể hội tụ các tia song song vào tiêu cự của nó và ngược lại có thể tạo ra chùm tia song song từ các bức xạ phát sinh từ tiêu cự. Nếu có một nguồn bức xạ đẳng hướng đặt ở tiêu cự thì ngoài chùm tia song song như ta mong muốn còn có các tia không đi từ mặt phản xạ ra chúng tạo thành các tia vượt qua (Spillover) như ở hình vẽ. Ở chế độ thu các tia này sẽ làm gia tăng tạp âm và chúng có thể giao thoa phá hủy chùm tia phản xạ. Trong thực tế, một vật bức xạ được thiết kế để có tối thiểu hoặc loại bỏ các tia này. So với anten dạng kèn thì anten Parabol có độ định hướng cao hơn, băng thông làm việc lớn hơn và nhiều chỉ tiêu kỷ thuật khác tốt hơn nên nó thường được sử dụng trong lĩnh vực Viba. CÁC ĐẶC TÍNH CƠ BẢN CỦA ANTEN PARABOL. Các đặc tính của anten đóng một vai trò quan trọng trong việc thiết kế các hệ thống liên lạc Viba điểm nối điểm. Ở đây ta chỉ xét các đặc tính cơ bản của anten có ảnh hưởng đến việc thiết kế của các hệ thống liên lạc Viba trực xạ. Một số điểm sau đây về anten phải luôn luôn được hiểu rõ khi khảo sát anten. - Anten là một thiết bị thuận nghịch vì thế các phẩm chất phát và thu là đồng nhất ở cùng một tần số. - Các anten được đặt cố định trên các tháp anten. Các tháp anten này được đặt tại các vị trí cố định. - Kích thước của anten dùng để chỉ đường kính của khẩu độ bức xạ. Đối với anten Parabol kích thước khẩu độ bức xạ nhỏ hơn đường kính thực của đĩa. Một anten Parabol thường có lắp các viền uốn hoặc các đường viền phía sau để gia cường hoặc tạo ra một mặt giá để che chắn bộ hấp thụ. - Băng tần: Băng tần này được định nghĩa là băng tần liên tục trong đó anten sẽ làm việc. Nói chung mỗi anten chỉ làm việc với một băng tần. Những yêu cầu cao hơn trong việc lắp đặt các anten hiện nay đã khẳng định một vấn đề quan trọng trong thiết kế anten là cần một anten làm việc được với nhiều băng tần. Thường những băng tần này nằm xa nhau, lúc này anten được hiểu như là một anten }Băng đối ngẫu~. Nhưng vì nhiều lí do khác nhau băng tần làm việc của anten Viba do ống dẫn sóng cung cấp không vượt quá ± 7% tần số trung tâm. a. Biểu đồ bức xạ của anten. Vì anten là một thiết bị thuận nghịch nên làm việc như nhau hoặc phát hoặc thu. Ở đây anten được xem như chỉ để thu, biểu đồ bức xạ được xác định là đáp tuyến của anten đối với một tín hiệu có công suất không đổi được phát đến anten từ các hướng khác nhau. Công suất đáp ứng của anten đo ở ngõ ra mặt bích của anten. Trong khi đó quay anten cần đo trong mặt phẳng ngang 360 độ công suất đáp ứng được đo ở cửa ra mặt bích bằng một máy thu trong suốt quá trình đo, anten phát đặt ở một vị trí thuận lợi. Đo ở các mặt phẳng khác có thể thực hiện đơn giản bằng việc quay anten cần đo và thay đổi vĩ độ của anten phát. Sau mỗi lần đo khi anten thu đã quay hết mặt phẳng ngang. Một biểu đồ như vậy có 3 chiều. Hướng mà theo hướng đó công suất nhận là cực đại gọi là hướng chính (boresight ) của anten. Khi làm việc với các anten của trạm Viba ta có thể xem biểu đồ bức xạ của mỗi trục độc lập với nhau . Mặc dù trong hầu hết các trường hợp các biểu đồ bức xạ là đồng nhất. Các biểu đồ bức xạ ïcòn có thể được biểu diễn dưới dạng các cung có độ lợi không đổi dạng biểu diễn này phù hợp tốt cho việc xác định diện tích bao phủ của vệ tinh. b. Độ rộng búp sóng : Độrông búp sóng là thuật ngữ thường dùng với nghĩa } Độ rộng nửa công suất~. Độ rộng búp sóng nửa công suất được định nghĩa là độ rộng góc của búp sóng chính tương ứng với khi biên độ của biểu đồ bức xạ giảm 3 dB so với đỉnh trục tia chính. Đối với các anten mà mẫu bức xạ của nó không đối xứng mỗi trục của nó có độ rộng búp sóng nửa công suất riêng. Các biểu đồ bức xạ như vậy thường dùng trong liên lạc Viba . Cùng với công suất nhận được (hoặc phát đi) của anten theo hướng mong muốn bằng búp sóng chính của nó, một ít năng lượng cũng nhận được (hoặc phát đi) theo các hướng không mong muốn bởi các búp sóng phụ. Công suất phát đi theo các búp sóng phụ có thể gây giao thoa cho các hệ thống vô tuyến khác và ngược lại có thể nhận các tính hiệu giao thoa. Các giao thoa này đặt ra giới hạn chung về hiệu quả sử dụng hai nguồn lực tự nhiên là phổ vô tuyến và vị trí đặt các trạm của các hệ thống khác nhau. Vì vậy, cần giảm thiểu búp sóng phụ của anten. Thực tế, tầm quan trọng của các đặc tính búp sóng phụ của anten có thể được đánh giá bởi các luật vô tuyến quốc tế bằng cách nên sử dụng các biểu đồ bức xạ xác định cho mỗi trạm để cho phép sự đồng tồn tại của nhiều hệ thống vô tuyến khác nhau. Góc mở của anten có thể được ứng dụng chung cho các ứng dụng liên lạc Viba bởi vì khả năng hội tụ truyền dẫn của chúng trong một diện tích mong muốn. Biểu đồ bức xạ của các góc mở anten phụ thuộc vào sự phân bố của biểu đồ trường ngang qua góc mở. Để giảm thiểu sự tràn qua của năng lượng, sự phân bố thường nhọn đầu dọc theo góc mở với cực đại nằm ở giữa. Độ rộng búp sóng nửa công suất jhp phụ thuộc vào sự phân bố của khẩu độ, đường kính và tần số hoạt động của anten. Mối quan hệ gần đúng hữu ích của jhp là: jhp = (3.23) Trong đó: N: là hằng số phụ thuộc vào sự phân chia góc mở. N = 58 cho phân bố đồng nhất. N = 70 cho phân bố dạng chóp tiêu biểu. D : đường kính của anten (mét). l : bước sóng làm việc tương ứng (mét). Cường độ bức xạ P( q,j ) của một anten theo hướng (q,j) được định nghĩa là công suất được bức xạ từ anten cho mỗi đơn vị góc khối ở hướng đó. Độ định hướng của anten D (q,j) là một số đo của phẩm chất hội tụ của anten tính bằng: (3.24) Trong đó : D (q,j ): cường độ bức xạ theo hướng (q,j ). q :góc ngẩng lên. j :góc phương vị. Pav :cường độ bức xạ trung bình (công suất bức xạ trung bình một anten trên một đơn vị góc khối ). P ( 3.25) Trong đó : Pr :Tổng công suất bức xạ từ một anten . Định nghĩa về độ định hướng không đưa hiệu suất của anten vào tính toán bởi vì Pav liên hệ với công suất thực đưa vào không gian . Trong một anten một ít công suất sẽ mất đi do tràn năng lượng, sự che lắp năng lượng RF bởi các tấm phản xạ phụ, các cấu trúc đỡ, các khuyết tật do nhà sản xuất, tổn thất phản xạ và tổn thất thuần trở. Các tổn thất này làm giảm độ lợi của anten và được tính bởi một giá trị hiệu suất cho anten. Vì vậy mỗi anten có một hiệu suất liên kết. Sau đây là một biểu đồ bức xạ đơn trục của một anten Parabol với các tham số quan trọng cho liên lạc Viba c. Độ lợi anten : Độ lợi thu và phát của anten là khả năng đưa ra năng lượng RF theo một hướng xác định hoặc thu năng lượng từ một hướng xác định. Đối với các hệ thống trực xạ yêu cầu anten phát chỉ phát năng lượng về một hướng duy nhất, là hướng của anten cần thu. Độ lợi của anten là độ chênh lệch mật độ công suất ở điểm trường xạ giữa anten đang phát và mật độ công suất tại điểm đó, nhưng đã được thay thế bằng một anten giả bức xạ năng lượng đồng đều theo mọi hướng (đẳng hướng ) một anten như vậy không thể thực hiện trong thực tế nhưng thường dùng để tham khảo. Độ lợi anten chủ yếu lệ thuộc vào tần số làm việc và đường kính của nó. Độ lợi lý thuyết của anten được tính bởi công thức . Gmax =20 Log D – 20 Log l +10 Log n + 9,943 dB (3.26) Trong đó : D: Đường kính đỉa anten (mét ). l :bước sóng của tần số trung tâm (mét). n :Khẩu độ hiệu dụng của anten. n = Se /S Tro