Anténa, bez ohledu na její konstrukci, má vlastnost reverzibility (může pracovat jak pro příjem, tak pro vysílání). Často v radioreléových cestách může být stejná anténa připojena současně k přijímači a vysílači. To umožňuje, aby byl signál vysílán a přijímán ve stejném směru na různých frekvencích.

Téměř všechny parametry přijímací antény odpovídají parametrům vysílací antény, ale někdy mají trochu jiný fyzikální význam.

Navzdory tomu, že přijímací a vysílací antény mají princip duality, z hlediska konstrukce se mohou výrazně lišit. To je způsobeno skutečností, že vysílací anténa musí propouštět značné výkony, aby mohla přenášet elektromagnetický signál na velké (maximální možné) vzdálenosti. Pokud anténa pracuje pro příjem, pak interaguje s poli velmi nízké intenzity. Typ konstrukce antény pro přenos proudu často určuje její konečné rozměry.

Snad hlavní charakteristikou každé antény je její vyzařovací diagram. Znamená to mnoho pomocných parametrů a tak důležité energetické charakteristiky, jako je zisk a směrový koeficient.

Směrový vzor

Vyzařovací diagram (DP) je závislost intenzity pole vytvořené anténou pro dostatečně velká vzdálenost, z pozorovacích úhlů ve vesmíru. V objemu může schéma směrové antény vypadat jako na obrázku 1.

Obrázek 1

To, co je znázorněno na obrázku výše, se také nazývá prostorový vzor, ​​což je povrch objemu a může mít několik maxim. Hlavní maximum, zvýrazněné na obrázku červeně, se nazývá hlavní lalok diagramu a odpovídá směru hlavního záření (nebo příjmu). Podle toho první minimální nebo (méně často) nulové hodnoty intenzity pole kolem hlavního laloku určují jeho hranici. Všechny ostatní maximální hodnoty pole se nazývají postranní laloky.

V praxi existují různé antény, které mohou mít několik směrů maximálního vyzařování nebo nemusí mít postranní laloky vůbec.

Pro usnadnění zobrazení (a technické aplikace) DP jsou obvykle uvažovány ve dvou na sebe kolmých rovinách. Zpravidla se jedná o roviny elektrického vektoru E a magnetického vektoru H (které jsou ve většině prostředí na sebe kolmé), obrázek 2.

Obrázek 2

V některých případech jsou vzory uvažovány ve vertikální a horizontální rovině vzhledem k rovině Země. Rovinné diagramy jsou znázorněny pomocí polárních nebo kartézských (pravoúhlých) souřadnicových systémů. V polárních souřadnicích je diagram vizuálnější a po překrytí na mapě můžete získat představu o oblasti pokrytí antény rádiové stanice, obrázek 3.

Obrázek 3

Reprezentace vyzařovacího diagramu v pravoúhlém souřadnicovém systému je výhodnější pro inženýrské výpočty, taková konstrukce se častěji používá ke studiu struktury samotného vzoru. Pro tento účel jsou diagramy sestaveny normalizované, s hlavním maximem redukovaným na jednotu. Obrázek níže ukazuje typický normalizovaný vyzařovací diagram zrcadlové antény.

Obrázek 4

V případě, kdy je intenzita laterálního záření poměrně malá a je obtížné měřit laterální záření na lineárním měřítku, používá se logaritmická stupnice. Jak víte, decibely dělají malé hodnoty velkými a velké hodnoty malými, takže stejný diagram na logaritmické stupnici vypadá jako níže:

Obrázek 5

Ze samotného vyzařovacího diagramu lze vytěžit poměrně velké množství charakteristik, které jsou důležité pro praxi. Podívejme se blíže na výše uvedený diagram.

Jedním z nejdůležitějších parametrů je šířka hlavního laloku při nulovém vyzařování θ 0 a šířka hlavního laloku při polovičním výkonu θ 0,5. Poloviční výkon odpovídá úrovni 3 dB nebo úrovni intenzity pole 0,707.

Obrázek 6

Z obrázku 6 je vidět, že šířka hlavního laloku při nulovém vyzařování je θ 0 = 5,18 stupňů a šířka na poloviční úrovni výkonu je θ 0,5 = 2,15 stupně.

Diagramy jsou také hodnoceny intenzitou laterálního a zpětného záření (síla bočního a zadního laloku), z čehož plynou další dva: důležité parametry antény - to je ochranný koeficient a úroveň bočních laloků.

Ochranný akční faktor je poměr intenzity pole vyzařovaného anténou v hlavním směru k intenzitě pole vyzařované v opačném směru. Uvažujeme-li orientaci hlavního laloku diagramu ve směru 180 stupňů, pak obrácený je 0 stupňů. Jsou možné jakékoli jiné směry záření. Nalezneme koeficient ochranného účinku uvažovaného diagramu. Pro názornost si jej znázorněme v polárním souřadnicovém systému (obrázek 7):

Obrázek 7

Značky m1, m2 na diagramu znázorňují úrovně záření v opačném a dopředném směru. Ochranný koeficient je definován jako:

V relativních jednotkách. Stejná hodnota v dB:

Úroveň bočního laloku (SLL) se obvykle udává v dB, což ukazuje, jak slabá je úroveň bočního záření ve srovnání s úrovní hlavního laloku, obrázek 8.

Postavení 8

To jsou dva důležité parametry každého anténního systému, které přímo vyplývají z definice vyzařovacího diagramu. KND a KU se často zaměňují. Pojďme je zvážit.

Směrový koeficient

Směrový koeficient (DC) je poměr druhé mocniny intenzity pole vytvořené v hlavním směru (E 0 2) k průměrné hodnotě druhé mocniny intenzity pole ve všech směrech (E cf 2). Jak je zřejmé z definice, směrová charakteristika charakterizuje směrové vlastnosti antény. Účinnost nezohledňuje ztráty, protože je určena vyzářeným výkonem. Z výše uvedeného můžete určit vzorec pro výpočet faktoru účinnosti:

D=E 02 /E prům. 2

Pokud anténa funguje pro příjem, pak účinnost ukazuje, kolikrát se poměr signálu k šumu z hlediska výkonu zlepší při výměně směrové antény za všesměrovou, pokud rušení přichází rovnoměrně ze všech směrů.

U vysílací antény faktor směrovosti ukazuje, kolikrát se musí snížit výkon záření, pokud je všesměrová anténa nahrazena směrovou, při zachování stejné intenzity pole v hlavním směru.

Účinnost absolutně všesměrové antény se evidentně rovná jednotě. Fyzicky vypadá prostorový vyzařovací diagram takové antény jako ideální koule:

Obrázek 9

Taková anténa vyzařuje stejně dobře do všech směrů, ale v praxi není proveditelná. Jde tedy o určitý druh matematické abstrakce.

Získat

Jak bylo uvedeno výše, faktor účinnosti nezohledňuje ztráty v anténě. Parametr, který charakterizuje směrové vlastnosti antény a zohledňuje v ní ztráty, se nazývá zisk.

Gain factor (GC) G je poměr druhé mocniny intenzity pole vytvořené anténou v hlavním směru (E 0 2) k průměrné hodnotě druhé mocniny intenzity pole (E oe 2) vytvořené referenční anténou, se stejnými výkony. dodávané k anténám. Dále podotýkáme, že při určování zisku se bere v úvahu účinnost referenční a měřené antény.

Koncepce referenční antény je velmi důležitá pro pochopení zisku a v různých frekvenční rozsahy použití odlišné typy referenční antény. V rozsahu dlouhých/středních vln se za standard považuje čtvrtvlnný vertikální monopólový vibrátor (obrázek 10).

Obrázek 10

Pro takový referenční vibrátor D e = 3,28 je proto zisk dlouhovlnné/středovlnné antény určen ziskem takto: G = D * ŋ/3.28, kde ŋ je účinnost antény.

V oblasti krátkých vln se jako referenční anténa bere symetrický půlvlnný vibrátor, pro který De = 1,64, pak zisk je:

G=D*ŋ/1,64

V mikrovlnném rozsahu (a to jsou téměř všechny moderní Wi-Fi, LTE a další antény) se jako referenční emitor bere izotropní emitor, který dává D e = 1 a má prostorový diagram znázorněný na obrázku 9.

Zisk je určujícím parametrem vysílacích antén, protože ukazuje, kolikrát musí být výkon dodávaný do směrové antény snížen ve srovnání s referenční, aby intenzita pole v hlavním směru zůstala nezměněna.

KND a KU se vyjadřují hlavně v decibelech: 10lgD, 10lgG.

Závěr

Zkoumali jsme tedy některé charakteristiky pole antény, vyplývající z vyzařovacího diagramu a energetických charakteristik (DC a zisk). Zisk antény je vždy menší než směrový koeficient, protože zisk zohledňuje ztráty v anténě. Ztráty mohou vznikat odrazem výkonu zpět do napájecího vedení napájení, tokem proudů za stěnami (například houkačka), zastíněním diagramu konstrukčními částmi antény atd. V reálných anténních systémech , rozdíl mezi ziskem a ziskem může být 1,5-2 dB.

Úroveň postranních laloků vyzařovacího diagramu

Úroveň bočního laloku (SLL) vyzařovací diagram antény (DP) - relativní (normalizovaná na maximální RP) úroveň vyzařování antény ve směru postranních laloků. Typicky se UBL vyjadřuje v decibelech.

Příklad vyzařovacího diagramu antény a parametrů: šířka, směrovost, UBL, koeficient potlačení zpětného záření

Vzor skutečné (konečné velikosti) antény je oscilační funkce, ve které je identifikován směr hlavního (maximálního) záření a hlavní lalok vzoru odpovídající tomuto směru, jakož i směry dalších lokálních maxim záření. vzor a odpovídající tzv. boční laloky vzoru.

• Obvykle, UBL je chápána jako relativní úroveň největšího postranního laloku vzoru. U směrových antén je zpravidla největší postranní lalok první (sousedící s hlavním) postranním lalokem.

• Také používané průměrná úroveň laterálního záření(vzor je zprůměrován v sektoru bočních úhlů vyzařování), normalizován na maximální vzor.

Pro posouzení úrovně záření ve směru „dozadu“ (ve směru opačném k hlavnímu laloku vzoru) se zpravidla používá samostatný parametr a toto záření se při odhadu UBL nebere v úvahu.

Důvody poklesu UBL

• V režimu příjmu je anténa s nízkým UBL „odolnější proti šumu“, protože lépe vybírá požadovaný prostor signálu na pozadí šumu a rušení, jejichž zdroje jsou umístěny ve směrech postranních laloků.
• Anténa s nízkým UBL poskytuje systému větší elektromagnetickou kompatibilitu s další rádiovou elektronikou a vysokofrekvenčními zařízeními
• Anténa s nízkým UBL poskytuje systému větší utajení
• V anténě systému automatického sledování cíle je možné chybné sledování postranními laloky
• Snížení UBL (při pevné šířce hlavního laloku obrazce) vede ke zvýšení úrovně záření ve směru hlavního laloku obrazce (ke zvýšení směrovosti): vyzařování antény v a jiný směr než ten hlavní je plýtvání energií. Zpravidla však při pevných rozměrech antény vede pokles UBL ke snížení koeficientu výkonu, rozšíření hlavního laloku vzoru a snížení účinnosti.

Cenou za nižší UBL je rozšíření hlavního laloku vyzařovacího diagramu (s pevnými rozměry antény), stejně jako zpravidla složitější konstrukce distribučního systému a nižší účinnost (ve fázovaném poli) .

Způsoby, jak snížit UBL

Hlavním způsobem, jak snížit UBL při návrhu antény, je zvolit plynulejší (klesající směrem k okrajům antény) prostorové rozložení amplitudy proudu. Mírou této „hladkosti“ je faktor využití povrchu (SUF) antény.

Snížení úrovně jednotlivých postranních laloků je možné také zavedením zářičů se speciálně zvolenou amplitudou a fází budícího proudu - kompenzační zářiče ve sfázovaném poli, jakož i plynulou změnou délky stěny vyzařovací clony (v cloně antény).

Nerovnoměrné (odlišné od lineárního zákona) prostorové rozložení fáze proudu přes anténu („fázové chyby“) vede ke zvýšení UBL.

viz také

Nadace Wikimedia. 2010.

Podívejte se, co je „Úroveň postranních laloků vyzařovacího diagramu“ v jiných slovnících:

Jedná se o úroveň vyzařování antény ve směru (obvykle) druhého maxima vyzařovacího diagramu. Existují dvě úrovně bočních laloků: Podle prvního bočního laloku Průměrná úroveň veškerého laterálního záření Negativní strany bočního ... ... Wikipedia

Úroveň postranních laloků obrazce je úroveň vyzařování antény ve směru (zpravidla) druhého maxima vyzařovacího diagramu. Existují dvě úrovně postranních laloků: Pro první postranní lalok Průměrná úroveň veškerého postranního záření... ... Wikipedie

úroveň bočního laloku - Maximální úroveň vyzařovací diagram mimo jeho hlavní lalok. [GOST 26266 90] [Nedestruktivní testovací systém. Typy (metody) a technologie nedestruktivního zkoušení. Termíny a definice (příručka). Moskva 2003]… …

Rýže. 1. Rádiový interferometr WSRT ... Wikipedie

Anténa, hlavní Specifikace které jsou regulovány s určitými chybami. Měřicí antény jsou nezávislá zařízení širokého uplatnění, umožňující práci s různými měřiči a zdroji... ... Wikipedie

Anténní pole Dolph-Chebyshev- Anténní systém s příčným vyzařováním, jehož prvky jsou napájeny takovými fázovými posuny, že vyzařovací diagram je popsán Čebyševovým polynomem. Taková anténa poskytuje minimální úroveň bočních laloků diagramu... ... Technická příručka překladatele

Dráha paprsků v průřezu Lunebergovy čočky. Gradace modré znázorňují závislost indexu lomu Lunebergova čočka je čočka, u které index lomu není konstantní ... Wikipedia

vlnovod s rozšířeným koncem- Nejjednodušší typ trychtýře používaného ve vícepaprskových anténních systémech. Rozšíření apertury umožňuje zlepšit přizpůsobení vlnovodu volnému prostoru a snížit úroveň postranních laloků vyzařovacího diagramu antény. [L... Technická příručka překladatele

Širokopásmová měřicí trubková anténa pro frekvence 0,8 - 18 GHz Hornová anténa je kovová konstrukce skládající se ze střídavého (expandujícího) vlnovodu ... Wikipedia

Zařízení pro vysílání a příjem rádiových vln. Vysílací anténa přeměňuje energii vysokofrekvenčních elektromagnetických kmitů soustředěných ve výstupních oscilačních obvodech rádiového vysílače na energii vyzařovaných rádiových vln. Proměna... ... Velká sovětská encyklopedie

Šířka hlavního laloku a úroveň bočního laloku

Šířka vzoru (hlavního laloku) určuje stupeň koncentrace emitované elektromagnetické energie. šířka DN je úhel mezi dvěma směry v rámci hlavního laloku, ve kterém je amplituda intenzity elektromagnetického pole 0,707 úrovně od maximální hodnoty (nebo 0,5 úrovně od maximální hodnoty hustoty výkonu). Šířka spodního řádku je označena takto:

2i je šířka vzoru z hlediska výkonu na úrovni 0,5;

2i - šířka vzoru z hlediska tahu na úrovni 0,707.

Index E nebo H označuje šířku vzoru v odpovídající rovině: 2i, 2i. Úroveň 0,5 výkonu odpovídá úrovni 0,707 intenzity pole nebo úrovni 3 dB na logaritmické stupnici:

Je vhodné experimentálně určit šířku vzoru například pomocí grafu, jak je znázorněno na obrázku 11.

Obrázek 11

Úroveň bočních laloků vzoru určuje míru rušivého vyzařování elektromagnetického pole anténou. Ovlivňuje kvalitu elektromagnetické kompatibility s blízkými radioelektronickými systémy.

Relativní úroveň postranního laloku je poměr amplitudy intenzity pole ve směru maxima prvního bočního laloku k amplitudě intenzity pole ve směru maxima hlavního laloku (obrázek 12):

Obrázek 12

Tato úroveň je vyjádřena v absolutních jednotkách nebo v decibelech:

Směrový koeficient a zisk vysílací antény

Směrový koeficient (DC) kvantitativně charakterizuje směrové vlastnosti skutečné antény ve srovnání s referenční všesměrovou (izotropní) anténou s kulovým vzorem:

KND je číslo ukazující, kolikrát je hustota toku výkonu P (u, q) skutečné (směrové) antény větší než hustota toku výkonu P (u, q) referenční (nesměrové) antény pro stejnou anténu. směru a ve stejné vzdálenosti za předpokladu, že vyzařovací výkon antén je stejný:

Vezmeme-li v úvahu (25), můžeme získat:

Faktor zisku (GC) antény je parametr, který zohledňuje nejen zaostřovací vlastnosti antény, ale také její schopnost převádět jeden typ energie na jiný.

KU- je to číslo, které ukazuje, kolikrát je hustota výkonového toku P (u, c) skutečné (směrové) antény větší než hustota výkonového toku PE (u, c) referenční (nesměrové) antény pro ve stejném směru a ve stejné vzdálenosti za předpokladu, že výkony dodávané do antén jsou stejné.

Zisk lze vyjádřit efektivitou:

kde je účinnost antény. V praxi se využívá zisk antény ve směru maximálního vyzařování.

Fázový vyzařovací diagram. Koncepce fázového středu antény

Fázový diagram soustředit se je závislost fáze elektromagnetického pole vyzařovaného anténou na úhlových souřadnicích.

Vzhledem k tomu, že ve vzdálené zóně antény jsou vektory pole E a H ve fázi, fázový vzor je stejně vztažen k elektrickým a magnetickým složkám EMF vyzařovaného anténou. Fázový vzor je označen následovně: Ш = Ш (u, ц) při r = konst.

Jestliže W (u, q) = konst při r = konst, pak to znamená, že anténa tvoří fázové čelo vlny ve tvaru koule. Střed této koule, kde se nachází počátek souřadnicového systému, se nazývá fázový střed antény (PCA). Je třeba poznamenat, že ne všechny antény mají fázový střed.

U antén, které mají fázový střed a vícelalokový amplitudový vzor s čistými nulami mezi nimi, se fáze pole v sousedních lalocích liší o p (180°). Vztah mezi amplitudovým a fázovým vyzařovacím diagramem stejné antény je znázorněn na obrázku 13.

Obrázek 13 - Amplitudová a fázová schémata

Směr šíření elektromagnetického vlnění a poloha jeho fázové fronty v každém bodě prostoru jsou vzájemně kolmé.

Úroveň zadního a bočního laloku napěťového vyzařovacího diagramu γυ je definována jako poměr EMF na anténních svorkách během příjmu - ze strany maxima zadního nebo bočního laloku k EMF ze strany maxima hlavního laloku. Pokud má anténa několik zadních a bočních laloků různých velikostí, je obvykle indikována úroveň největšího laloku. Úroveň zadních a bočních laloků lze také určit pomocí výkonu (γ P) umocněním úrovně zadních a bočních laloků napětím. Ve vyzařovacím diagramu znázorněném na Obr. 16, zadní a boční laloky mají stejnou úroveň, rovnající se 0,13 (13 %) v EMF nebo 0,017 (1,7 %) v síle. Zadní a boční laloky směrových přijímačů televizní antény jsou obvykle v rozsahu 0,1...25 (napětí).

V literatuře se při popisu směrových vlastností přijímacích televizních antén často uvádí úroveň zadních a bočních laloků, která se rovná aritmetickému průměru úrovní laloků na středních a extrémních frekvencích. Televizní kanál. Předpokládejme, že úroveň laloků (podle EMF) anténního vzoru 3. kanálu (f = 76 ... 84 MHz) je: na frekvencích 75 MHz - 0,18; 80 MHz - 0,1; 84 MHz - 0,23. Průměrná úroveň okvětních lístků bude rovna (0,18+0,1+0,23)/3, tj. 0,17. Odolnost antény proti šumu může být charakterizována průměrnou úrovní laloků pouze tehdy, pokud ve frekvenčním pásmu televizního kanálu nejsou žádné ostré „špičky“ v úrovni laloků, které výrazně přesahují průměrnou úroveň.

Důležitá poznámka musí být provedena ohledně odolnosti vertikálně polarizované antény proti šumu. Vraťme se k vyzařovacímu diagramu znázorněnému na obr. 16. Na tomto schématu, typickém pro horizontálně polarizované antény v horizontální rovině, je hlavní lalok oddělen od zadního a bočního laloku směry nulového příjmu. Vertikální polarizační antény (například antény s „vlnovým kanálem“ s vertikálními vibrátory) nemají nulový směr příjmu v horizontální rovině. Zadní a boční laloky proto v tomto případě nejsou jasně definovány a odolnost proti šumu je v praxi definována jako poměr úrovně signálu přijímaného z dopředného směru k úrovni signálu přijímaného ze zadního směru.

Získat. Čím je anténa směrovější, tj. čím menší je úhel otevření hlavního laloku a čím nižší je úroveň zadního a bočního laloku vyzařovacího diagramu, tím větší je EMF na svorkách antény.

Představme si, že v určitém bodě elektromagnetického pole je umístěn symetrický půlvlnný vibrátor orientovaný na maximální příjem, tedy umístěný tak, že jeho podélná osa je kolmá na směr příchodu rádiové vlny. Určité napětí Ui se vyvine při přizpůsobené zátěži připojené k vibrátoru v závislosti na intenzitě pole v přijímacím bodě. Pojďme to dát dál! ve stejném bodě pole místo půlvlnného vibrátoru anténa s větší směrovostí orientovaná na maximální příjem, např. anténa typu „wave channel“, jejíž směrový obrazec je na Obr. 16. Budeme předpokládat, že tato anténa má stejné zatížení jako půlvlnný vibrátor a je s ním také sladěna. Vzhledem k tomu, že anténa „vlnového kanálu“ je více směrová než půlvlnný vibrátor, napětí na její zátěži U2 bude větší. Poměr napětí U 2 /’Ui je napěťový zisk Ki čtyřprvkové antény nebo, jak se tomu jinak říká, „pole“.

Napěťový nebo „polní“ zisk antény lze tedy definovat jako poměr napětí vyvinutého anténou při přizpůsobené zátěži k napětí vyvinutému při stejné zátěži půlvlnným vibrátorem, který je k ní přizpůsoben. Předpokládá se, že obě antény jsou umístěny ve stejném bodě elektromagnetického pole a jsou orientovány k maximálnímu příjmu. Často se také používá pojem výkonové zesílení Kp, které se rovná druhé mocnině napěťového zesílení (K P = Ki 2).

Při určování zisku je třeba zdůraznit dva body. Za prvé, aby bylo možné vzájemně porovnávat antény různých konstrukcí, je každá z nich porovnávána se stejnou anténou - půlvlnným vibrátorem, který je považován za referenční anténu. Za druhé, aby bylo v praxi dosaženo zisku napětí nebo výkonu, určeného ziskem, je nutné orientovat anténu směrem k maximu přijímaného signálu, tj. tak, aby maximum hlavního laloku vyzařovacího diagramu bylo orientováno směrem k příchod rádiové vlny. Zisk závisí na typu a konstrukci antény. Pro vysvětlení se podívejme na anténu typu „wave channel“. Zisk této antény se zvyšuje s počtem direktorů. Čtyřprvková anténa (reflektor, aktivní vibrátor a dva direktory) má napěťový zisk 2; sedmiprvkové (reflektor, aktivní vibrátor a pět direktorů) - 2.7. To znamená, že pokud místo půlvlny

vibrátor použít čtyřprvkovou anténu), pak se napětí na vstupu televizního přijímače zvýší 2krát (výkon 4krát) a sedmiprvkové antény 2,7krát (výkon 7,3krát).

Hodnota zisku antény je v literatuře uváděna buď ve vztahu k půlvlnnému vibrátoru, nebo ve vztahu k tzv. izotropnímu zářiči. Izotropní zářič je imaginární anténa, která zcela postrádá směrové vlastnosti a prostorový vyzařovací diagram má odpovídající tvar -koule. Izotropní zářiče v přírodě neexistují a takový zářič je prostě pohodlný standard, se kterým lze srovnávat směrové vlastnosti různých antén. Vypočtené napěťové zesílení půlvlnného vibrátoru vzhledem k izotropnímu emitoru je 1,28 (2,15 dB). Pokud je tedy znám napěťový zisk jakékoli antény vzhledem k izotropnímu emitoru, vydělte jej 1,28. získáme zisk této antény vzhledem k půlvlnnému vibrátoru. Když je zesílení vzhledem k izotropnímu budiči specifikováno v decibelech, pak pro určení zesílení vzhledem k půlvlnnému vibrátoru odečtěte 2,15 dB. Například napěťový zisk antény vzhledem k izotropnímu emitoru je 2,5 (8 dB). Pak zisk stejné antény vůči půlvlnnému vibrátoru bude 2,5/1,28, tedy 1,95^ a v decibelech 8-2,15 = 5,85 dB.

Skutečný zisk úrovně signálu na TV vstupu, daný tou či onou anténou, přirozeně nezávisí na tom, ke které referenční anténě - půlvlnnému vibrátoru nebo izotropnímu zářiči - je zisk specifikován. V této knize jsou hodnoty zisku uvedeny ve vztahu k půlvlnnému vibrátoru.

V literatuře se často směrové vlastnosti antén posuzují podle koeficientu směrovosti, který představuje zisk výkonu signálu v zátěži za předpokladu, že anténa nemá žádné ztráty. Směrový koeficient je vztažen k výkonovému zesílení Kr vztahem

Pokud měříte napětí na vstupu přijímače, můžete použít stejný vzorec k určení intenzity pole v místě příjmu.

Šířka vzoru (hlavního laloku) určuje stupeň koncentrace emitované elektromagnetické energie.

Šířka vzoru je úhel mezi dvěma směry a uvnitř hlavního laloku, ve kterém je amplituda intenzity elektromagnetického pole úroveň 0,707 od maximální hodnoty (nebo úroveň 0,5 od maximální hodnoty hustoty výkonu).

Šířka vzoru je označena následovně: 20 0,5 je šířka vzoru ve smyslu síly na úrovni 0,5; 2θ 0,707 - šířka vzoru dle intenzity na úrovni 0,707.

Index E nebo H uvedený výše znamená šířku vzoru v odpovídající rovině: , . Úroveň 0,5 výkonu odpovídá úrovni 0,707 intenzity pole nebo úrovni 3 dB na logaritmické stupnici:

Šířka paprsku stejné antény, reprezentovaná intenzitou pole, výkonem nebo logaritmickou stupnicí a měřená na odpovídajících úrovních, bude stejná:

Experimentálně lze šířku vzoru snadno zjistit z grafu vzoru zobrazeného v té či oné soustavě souřadnic, například jak je znázorněno na obrázku.

Úroveň bočních laloků vzoru určuje míru rušivého vyzařování elektromagnetického pole anténou. Ovlivňuje utajení provozu radiotechnického zařízení a kvalitu elektromagnetické kompatibility s blízkými radioelektronickými systémy.

Relativní úroveň postranního laloku je poměr amplitudy intenzity pole ve směru maxima bočního laloku k amplitudě intenzity pole ve směru maxima hlavního laloku:

V praxi se tato hladina vyjadřuje v absolutních jednotkách, případně v decibelech. Největší zájem je o úroveň prvního bočního laloku. Někdy operují s průměrnou úrovní postranních laloků.

4. Směrový koeficient a zisk vysílací antény.

Směrový koeficient kvantitativně charakterizuje směrové vlastnosti skutečných antén ve srovnání s referenční anténou, která je zcela všesměrovým (izotropním) zářičem s kulovým vzorem:

Faktor účinnosti je číslo, které ukazuje, kolikrát je hustota toku výkonu P(θ,φ) skutečné (směrové) antény větší než hustota toku výkonu.

PE (θ,φ) referenční (všesměrové) antény pro stejný směr a stejnou vzdálenost za předpokladu, že vyzařovací výkony antén jsou stejné:

Vezmeme-li v úvahu (1), můžeme získat:

kde D 0 je směrovost ve směru maximálního záření.

V praxi, když mluvíme o účinnosti antény, máme na mysli hodnotu, která je zcela určena vyzařovacím diagramem antény:

V technických výpočtech se používá přibližný empirický vzorec, který uvádí faktor směrovosti do vztahu k šířce anténního vzoru v hlavních rovinách:

Protože je v praxi obtížné určit vyzařovací výkon antény (a tím spíše splnit podmínku rovnosti vyzařovacích výkonů referenční a reálné antény), zavádí se pojem anténního zisku, který zohledňuje ne pouze zaostřovací vlastnosti antény, ale také její schopnost přeměnit jeden typ energie na jiný.

To je vyjádřeno tím, že v definici podobné faktoru účinnosti se podmínka mění a je zřejmé, že účinnost referenční antény je rovna jednotce:

kde PA je výkon dodávaný do antény.

Potom se směrový koeficient vyjádří jako směrový koeficient takto:

kde η A je účinnost antény.

V praxi se používá G 0 - zisk antény ve směru maximálního vyzařování.

5. Fázový vyzařovací diagram. Koncepce fázového středu antény.

Fázový vyzařovací diagram je závislost fáze elektromagnetického pole vyzařovaného anténou na úhlových souřadnicích. Vzhledem k tomu, že ve vzdálené zóně antény jsou vektory pole E a H ve fázi, fázový vzor je stejně vztažen k elektrickým a magnetickým složkám EMF vyzařovaného anténou. FDN se označuje takto:

Ψ = Ψ (θ,φ) pro r = konst.

Jestliže Ψ (θ,φ) při r = konst, pak to znamená, že anténa tvoří fázové čelo vlny ve tvaru koule. Střed této koule, kde se nachází počátek souřadnicového systému, se nazývá fázový střed antény (PCA). Ne všechny antény mají fázový střed.

U antén, které mají fázový střed a vícelalokový amplitudový vzor s čistými nulami mezi nimi, se fáze pole v sousedních lalocích liší o (180 0). Vztah mezi amplitudovým a fázovým vyzařovacím diagramem stejné antény je znázorněn na následujícím obrázku.

Vzhledem k tomu, že směr šíření elektromagnetického vlnění a poloha jeho fázové čela jsou v každém bodě prostoru vzájemně kolmé, lze měřením polohy fázové čela vlny nepřímo určit směr ke zdroji záření (směr zjišťování fázovými metodami).