指向性利得と電力半値幅
Directivity and Half Power Beam Width (HPBW)

2021.2.18 Takuichi Hirano

Relationship between directivity and half power beam width (HPBW).

最大利得D0の主ビーム方向とアンテナの中心を結ぶカット面を考えたとき、利得が半分の値（電力は1/2、電磁界強度は1/sqrt(2)）に落ちる角度を電力半値幅(HPBW; Half Power Beam Width)と言う。主ビーム近辺では左右対称であると仮定している。利得が高いほど主ビームは鋭いので、HPBWは小さくなり、利得が低いとその逆となる。基地局などのエリアカバーを考えたときは所望の角度に、レーダー応用ではなるべくHPBWを小さくして分解能を上げる必要がある。利得からHPBWを知りたいことが多いのでいくつかの近似式が提案されている。このページでは文献[1]の式からHPBWの近似値の計算を提供する。

Directivity -> Half Power Beam Width (HPBW)

Input

Gain G0 dBi

Output

The Square Aperture in an Infinite Ground Plane (Elliott's Result) [1, Sec. 2.1] HPBW deg
The Square Aperture in an Infinite Ground Plane (Kraus's Result) [1, Sec. 2.2] HPBW deg
The Circular Aperture in an Infinite Ground Plane (A Result After Elliott) [1, Sec. 3.1] HPBW deg
The Circular Aperture in an Infinite Ground Plane (A Result After Kraus) [1, Sec. 3.2] HPBW deg

References

  1. J. D. Mahony, "On the relationship between the directivity and the half-power beamwidth in quasi-symmetric pencil-beam radiation patterns," IEEE Antennas and Propagation Magazine, vol. 54, no. 4, pp. 238-243, Aug. 2012, doi: 10.1109/MAP.2012.6354263.
  2. C.A. Balanis: Antenna Theory, John Wiley & Sons, Inc., 1997.
  3. dB Calculator
  4. フリスの伝達公式(Friis Transmission Equation)
  5. 開口アンテナの利得(Antenna Aperture Area and Gain)

Copyright(c) 2021-Present Takuichi Hirano

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