Principalele caracteristici ale antenelor - studopediya

Antena directivitate - antene capacitatea de a radia undelor electromagnetice în direcții predeterminate.

Această proprietate se caracterizează antena densitate de flux radiat putere antena t. E. Capacitatea undelor electromagnetice care trec printr-o unitate de suprafață, dispuse perpendicular pe direcția de propagare. În direcții diferite densitatea fluxului de putere al antenei directionala are o valoare diferită.

Despre proprietățile direcționale ale antenei este judecat de forma modelul său de radiație și o serie de indicatori numerici, cum ar fi lățimea modelului de radiație, factorul de directivitate și câștigul antenei. Familiarizat cu aceste caracteristici ale antenei.

Fig. 14. modele directivitate antenny.a- în sistemul de coordonate polare, în b- dreptunghiulare

Antena model este o diagramă în care amplitudinea radiat densitatea fluxului de putere reprezentat grafic în direcții diferite. Evident, atunci când îndepărtați modelul directivitate densitatea fluxului de putere care trebuie măsurată la aceeași distanță de antenă.

model direcțional construit în sistem polar sau coordonate carteziene (Fig. 14). In diagramele polare ale coordonatelor efectuate după cum urmează: un unghi față de direcția inițială (. 9, de exemplu 0, 15, 30, 45 °) stabilesc un vector rază este proporțională cu lungimea radiat densitatea fluxului de putere în direcția razei, apoi capetele acestora vectorii rază conectați linia netedă.

Într-un sistem de coordonate rectangular unghiul abscisă întârziat caracterizează direcția în planul corespunzător, iar axa ordonatei - radiată. model direcțional, realizat în coordonate polare, caracterizate prin claritate ridicată, deoarece acestea fac posibil să ne imaginăm modul în care intensitatea câmpului în spațiu. Diagrama direcțională în sistemul de coordonate carteziene poate fi de orice dimensiune pe ambele axe, astfel încât acestea diferă o mare claritate, chiar și în câmp electromagnetic de mică intensitate.

Modelul antena este de multe ori multi (Fig. 15). Una dintre cerințele pentru o astfel de antenă este slăbirea finală a lobilor laterali în modelul de radiații. Dacă această condiție nu este îndeplinită, partea din puterea radiată este disipată în direcții laterale inutile.

Fig. 15. Direcția Diagrama multilobal - în sistemul de coordonate polare, b - într-un sistem de coordonate rectangulare,

Atunci când vorbim despre proprietățile direcționale ale antenei, nu este de obicei interesat de valoarea absolută a radiat densitatea fluxului de putere, și natura distribuției sale în direcții diferite. Prin urmare, în practică, utilizate pe scară largă a modelelor de radiații normalizate. în care valorile ce caracterizează radiația de putere P # 931; . exprimate în raport cu valoarea maximă a puterii P # 931; max. și anume raportul P # 931; / P # 931; max. (A se vedea. Fig. 15 b).

Utilizarea modelului radiații este considerabil simplificată, folosind o scală logaritmică de măsurare nivelului de radiații. Pe această scară, unitățile servesc Napier și decibeli. Napier (NEP) este o unitate care exprimă logaritmul natural al raportului oricăror cantități omogene. ca decibeli (dB) egal cu o zecime de larg (b), care este o unitate a logaritmului zecimal al raportului putere:

Deoarece puterea este proporțională cu pătratul tensiunii, curentului sau intensității câmpului electromagnetic, atunci când se măsoară intensitățile relative ale câmpului

Având în vedere faptul că logaritmul natural al oricărui număr este de 2,3 ori mai frecvente logaritm din același număr poate fi scris

Tabel. 3 arată relația dintre nivelul N, exprimat în dB, iar raportul putere P # 931; max / P # 931; și intensitatea câmpului Emax ./E.

Conform modelului grafic, prezentat în Fig. 9, primul nivel este de 30 dB lobilor laterali mai mic decât lobului principal. Acest lucru înseamnă că, în direcția primei lobului lateral intensitatea câmpului maxim de 31,6 ori, iar densitatea de putere emisă este de 1000 de ori mai mică decât în ​​direcția lobului principal.

Diagrama napravlennostiantenny Lățimea este unghiul în care puterea radiată este mai mică decât fluxul de putere din valoarea sa maximă este nu mai mult de 2 ori (3dB). De exemplu, lățimea modelului de radiație prezentat în Fig. 7, 2 # 920; „= 120 °. și Fig. 09 februarie # 966; „= 2,5 °.

Uneori lățimea numărului modelului antenei produs la un nivel diferit, de exemplu, la zero sau la 0.1 din maxim.

foarte larg utilizat model direcțional capturat de câmpuri electrice sau magnetice. Deoarece puterea unei unde electromagnetice, așa cum se arată mai jos, este proporțională cu pătratul intensității câmpului, unghiul, care determină lățimea de intensitate a modelului de radiație va corespunde intensitatea câmpului în direcția de radiație maximă.

Coeficient de direcțional raportul Dnazyvaetsya densitatea fluxului de putere radiată de această antenă într-o anumită direcție pentru densitatea fluxului de putere care ar fi emisă antena complet omnidirecțională în orice direcție, cu condiția egalității totală radiată de putere în ambele antene. Cel mai interesant este coeficientul D direcțional în direcția de radiație maximă a antenei, m. F ..

Acest factor este introdus pentru prima dată A. A. Pistolkorsom în 1929

Câștigul antenei G este produsul directivitatea antenei la eficiența D

Acest raport oferă o caracterizare mai completă a antenei, se ia în considerare, pe de o parte, concentrația de energie într-o anumită direcție prin proprietăți antenei direcționale, iar pe de altă parte, - reducerea pierderilor de putere din cauza radiației în antenă.

Fig. 17. Prin definiție, coeficienții și să câștige antenă direcțională

câștigul este o măsură a antenei. Acest parametru este definit ca raportul dintre puterea semnalului emis într-o anumită direcție, la puterea semnalului emis de un ideal nedirecțională (izotrop) în fiecare direcție a antenei. De exemplu, în cazul în care câștigul antenei este de 3 dB, înseamnă că semnalul de semnal mai puternic antena iso izotrop într-o direcție dată cu 3 dB (de 2 ori). Creșterea puterii semnalului într-o singură direcție este posibilă numai datorită direcției răspândirea-TION rămase. Cu alte cuvinte, o creștere a puterii semnalului în aceeași direcție atrage după sine o scădere a puterii în alte direcții. Non-necesitate remarcat faptul că semnalul caracteristic câștig directivitate, mai degrabă decât creșterea puterii de ieșire în raport cu intrare (așa cum poate părea din numele), astfel încât această opțiune este adesea numit direcționalitate.

Suprafața efectivă a antenei este conectat la setarea anterioară, și, de asemenea, depinde de mărimea și forma antenei. Relația dintre câștigul antenei și aria efectivă poate fi scrisă sub forma:

D - directivitate a antenei;

Ae - zona efectivă;

f - frecvența transportatorului;

c - Viteza luminii (

# 955; - ​​lungimea de undă a purtătorului.

Tabel. 4. Factorii de câștig și zona efectivă a unor tipuri de antene