Antena, ne glede na svojo zasnovo, ima lastnost reverzibilnosti (lahko deluje tako za sprejem kot za oddajanje). Pogosto je v radijskih relejnih poteh ista antena lahko istočasno povezana s sprejemnikom in oddajnikom. To omogoča oddajanje in sprejemanje signala v isti smeri na različnih frekvencah.

Skoraj vsi parametri sprejemne antene ustrezajo parametrom oddajne antene, včasih pa imajo nekoliko drugačen fizični pomen.

Kljub dejstvu, da imajo sprejemne in oddajne antene princip dvojnosti, se lahko konstrukcijsko bistveno razlikujejo. To je posledica dejstva, da mora oddajna antena skozi sebe prenesti znatne moči, da lahko prenaša elektromagnetni signal na velike (največje možne) razdalje. Če antena deluje za sprejem, potem deluje s polji zelo nizke intenzivnosti. Vrsta strukture antene, ki oddaja tok, pogosto določa njene končne dimenzije.

Morda je glavna značilnost vsake antene njen sevalni vzorec. Vključuje veliko pomožnih parametrov in tako pomembnih energijskih značilnosti, kot sta ojačanje in koeficient smeri.

Usmerjevalni vzorec

Sevalni vzorec (DP) je odvisnost poljske jakosti, ki jo ustvari antena za zadostno dolga razdalja, iz kotov opazovanja v prostoru. V prostornini lahko diagram usmerjene antene izgleda, kot je prikazano na sliki 1.

Slika 1

Kar je prikazano na zgornji sliki, imenujemo tudi prostorski vzorec, ki je površina volumna in ima lahko več maksimumov. Glavni maksimum, ki je na sliki označen z rdečo, se imenuje glavni reženj diagrama in ustreza smeri glavnega sevanja (ali sprejema). V skladu s tem prve minimalne ali (manj pogosto) ničelne vrednosti poljske jakosti okoli glavnega režnja določajo njegovo mejo. Vse druge največje vrednosti polja se imenujejo stranski režnji.

V praksi obstajajo različne antene, ki imajo lahko več smeri največjega sevanja ali pa sploh nimajo stranskih režnjev.

Za lažjo upodobitev (in tehnično uporabo) DP se običajno obravnavajo v dveh pravokotnih ravninah. Praviloma sta to ravnini električnega vektorja E in magnetnega vektorja H (ki sta v večini okolij pravokotni ena na drugo), slika 2.

Slika 2

V nekaterih primerih se vzorci obravnavajo v navpični in vodoravni ravnini glede na ravnino Zemlje. Ravninski diagrami so prikazani s pomočjo polarnih ali kartezičnih (pravokotnih) koordinatnih sistemov. V polarnih koordinatah je diagram bolj nazoren in ko ga prekrivate na zemljevidu, lahko dobite predstavo o območju pokrivanja antene radijske postaje, slika 3.

Slika 3

Predstavitev sevalnega vzorca v pravokotnem koordinatnem sistemu je primernejša za inženirske izračune; takšna konstrukcija se pogosteje uporablja za preučevanje strukture samega vzorca. V ta namen so diagrami zgrajeni normalizirani, pri čemer je glavni maksimum zmanjšan na enoto. Spodnja slika prikazuje tipičen normaliziran vzorec sevanja zrcalne antene.

Slika 4

V primeru, da je intenziteta lateralnega sevanja precej majhna in je težko meriti lateralno sevanje na linearni lestvici, uporabimo logaritemsko lestvico. Kot veste, decibeli naredijo majhne vrednosti velike in velike vrednosti majhne, ​​zato je isti diagram na logaritemski lestvici videti kot spodnji:

Slika 5

Že samo iz vzorca sevanja lahko izluščimo precej veliko značilnosti, ki so pomembne za prakso. Oglejmo si podrobneje zgornji diagram.

Eden najpomembnejših parametrov je širina glavnega režnja pri ničelnem sevanju θ 0 in širina glavnega režnja pri polovični moči θ 0,5. Polovica moči ustreza ravni 3 dB ali ravni poljske jakosti 0,707.

Slika 6

Iz slike 6 je razvidno, da je širina glavnega režnja pri ničelnem sevanju θ 0 = 5,18 stopinj, širina pri polovični ravni moči pa θ 0,5 = 2,15 stopinj.

Diagrami so ovrednoteni tudi z intenzivnostjo bočnega in povratnega sevanja (moč stranskega in zadnjega režnja), iz katerega sledita še dva: pomembne parametre antene - to je zaščitni koeficient in raven stranskih rež.

Zaščitni akcijski faktor je razmerje med poljsko jakostjo, ki jo oddaja antena v glavni smeri, in poljsko jakostjo, ki jo oddaja v nasprotni smeri. Če upoštevamo usmerjenost glavnega režnja diagrama v smeri 180 stopinj, potem je obratna smer 0 stopinj. Možne so tudi druge smeri sevanja. Poiščimo koeficient zaščitnega delovanja obravnavanega diagrama. Zaradi jasnosti ga upodabljamo v polarnem koordinatnem sistemu (slika 7):

Slika 7

Na diagramu oznake m1, m2 prikazujejo ravni sevanja v obratni oziroma naprej smeri. Zaščitni koeficient je opredeljen kot:

V relativnih enotah. Ista vrednost v dB:

Nivo stranskega sevanja (SLL) je običajno označen v dB, kar kaže, kako šibka je raven stranskega sevanja v primerjavi z nivojem glavnega režnja, slika 8.

Slika 8

To sta dva pomembna parametra vsakega antenskega sistema, ki neposredno izhajata iz definicije sevalnega vzorca. KND in KU se pogosto zamenjujeta. Nadaljujmo z njihovo obravnavo.

Smerni koeficient

Usmerjeni koeficient (DC) je razmerje med kvadratom poljske jakosti, ustvarjene v glavni smeri (E 0 2) in povprečno vrednostjo kvadrata poljske jakosti v vseh smereh (E cf 2). Kot je jasno iz definicije, značilnost usmerjenosti označuje smerne lastnosti antene. Izkoristek ne upošteva izgub, saj ga določa sevana moč. Iz zgoraj navedenega lahko določite formulo za izračun faktorja učinkovitosti:

D=E 0 2 /E povpr. 2

Če antena deluje za sprejem, potem učinkovitost kaže, kolikokrat se bo izboljšalo razmerje med signalom in šumom glede na moč, ko se smerna antena zamenja z vsesmerno, če motnje prihajajo enakomerno iz vseh smeri.

Pri oddajni anteni faktor usmerjenosti kaže, za kolikokrat je treba zmanjšati moč sevanja, če vsesmerno anteno zamenjamo z usmerjeno, pri tem pa ohranimo enake poljske jakosti v glavni smeri.

Učinkovitost absolutno vsesmerne antene je očitno enaka enoti. Fizično je prostorski vzorec sevanja takšne antene videti kot idealna krogla:

Slika 9

Takšna antena seva enako dobro v vse smeri, vendar v praksi ni izvedljiva. Torej gre za nekakšno matematično abstrakcijo.

Dobiček

Kot je navedeno zgoraj, faktor učinkovitosti ne upošteva izgub v anteni. Parameter, ki označuje smerne lastnosti antene in upošteva izgube v njej, se imenuje dobiček.

Faktor ojačanja (GC) G je razmerje med kvadratom poljske jakosti, ki jo ustvari antena v glavni smeri (E 0 2) in povprečno vrednostjo kvadrata poljske jakosti (E oe 2), ki jo ustvari referenčna antena z enakimi močmi dobavljen antenam. Opozarjamo tudi, da se pri določanju ojačanja upošteva učinkovitost referenčne in merjene antene.

Koncept referenčne antene je zelo pomemben pri razumevanju dobička in pri različnih frekvenčna območja uporaba različni tipi referenčne antene. V območju dolgih/srednjih valov je kot standard vzet četrtvalovni vertikalni monopolni vibrator (slika 10).

Slika 10

Za takšen referenčni vibrator je D e = 3,28, zato je ojačanje dolgovalovne/srednjevalovne antene določeno z ojačanjem, kot sledi: G = D * ŋ/3,28, kjer je ŋ učinkovitost antene.

V območju kratkih valov se kot referenčna antena vzame simetrični polvalovni vibrator, za katerega je De = 1,64, potem je ojačanje:

G=D*ŋ/1,64

V mikrovalovnem območju (in to so skoraj vse sodobne antene Wi-Fi, LTE in druge) je kot referenčni oddajnik vzet izotropni oddajnik, ki daje D e = 1 in ima prostorski diagram, prikazan na sliki 9.

Ojačanje je odločilni parameter oddajnih anten, saj kaže, za kolikokrat je treba zmanjšati moč, ki jo dovaja usmerjena antena v primerjavi z referenčno, da poljska jakost v glavni smeri ostane nespremenjena.

KND in KU sta izražena predvsem v decibelih: 10lgD, 10lgG.

Zaključek

Tako smo preučili nekatere poljske karakteristike antene, ki izhajajo iz sevalnega vzorca in energijskih karakteristik (DC in ojačanje). Dobiček antene je vedno manjši od smernega koeficienta, saj dobiček upošteva izgube v anteni. Izgube lahko nastanejo zaradi odboja moči nazaj v napajalni vod dovoda, pretoka tokov za stenami (na primer hupa), senčenja diagrama s strukturnimi deli antene itd. V realnih antenskih sistemih , razlika med ojačenjem in ojačenjem je lahko 1,5-2 dB.

Raven stranskih režnjev vzorca sevanja

Raven stranskega režnja (SLL) diagram sevanja antene (DP) - relativna (normalizirana na največji RP) nivo sevanja antene v smeri stranskih rež. Običajno je UBL izražen v decibelih.

Primer sevalnega vzorca antene in parametri: širina, usmerjenost, UBL, koeficient zatiranja sevanja nazaj

Vzorec realne (končne velikosti) antene je nihajoča funkcija, v kateri sta identificirana smer glavnega (največjega) sevanja in glavni rež vzorca, ki ustreza tej smeri, ter smeri drugih lokalnih maksimumov vzorca in pripadajočih tako imenovanih stranskih režnjev vzorca.

• običajno, UBL razumemo kot relativno raven največjega stranskega režnja vzorca. Pri usmerjenih antenah je praviloma največji stranski reženj prvi (zraven glavnega) stranski reženj.

• Tudi rabljeno povprečna stranska raven sevanja(vzorec je povprečen v sektorju bočnih kotov sevanja), normaliziran na največji vzorec.

Praviloma se za oceno ravni sevanja v smeri "nazaj" (v smeri, ki je nasprotna glavnemu režnju vzorca) uporablja ločen parameter, ki se pri ocenjevanju UBL ne upošteva.

Vzroki za upad UBL

• V načinu sprejema je antena z nizkim UBL "bolj odporna na hrup", saj bolje izbere želeni prostor signala glede na šum in motnje, katerih viri se nahajajo v smereh stranskih rež
• Antena z nizkim UBL zagotavlja sistemu večjo elektromagnetno združljivost z drugo radijsko elektroniko in visokofrekvenčnimi napravami
• Antena z nizkim UBL zagotavlja sistemu večjo prikritost
• V anteni sistema za avtomatsko sledenje cilju je možno napačno sledenje po stranskih režnjih
• Zmanjšanje UBL (pri fiksni širini glavnega režnja vzorca) vodi do povečanja ravni sevanja v smeri glavnega režnja vzorca (do povečanja usmerjenosti): sevanje antene v druga smer kot glavna je izguba energije. Vendar praviloma pri fiksnih dimenzijah antene zmanjšanje UBL vodi do zmanjšanja koeficienta učinkovitosti, razširitve glavnega režnja vzorca in zmanjšanja učinkovitosti.

Cena za nižji UBL je razširitev glavnega režnja sevalnega vzorca (pri fiksnih dimenzijah antene), praviloma pa tudi bolj zapletena zasnova distribucijskega sistema in manjša učinkovitost (v faznem nizu) .

Načini za zmanjšanje UBL

Glavni način za zmanjšanje UBL pri načrtovanju antene je izbira bolj gladke (padajoče proti robom antene) prostorske porazdelitve amplitude toka. Merilo te "gladkosti" je faktor izkoriščenosti površine (SUF) antene.

Znižanje nivoja posameznih stranskih rež je možno tudi z uvedbo sevalnikov s posebej izbrano amplitudo in fazo vzbujalnega toka - kompenzacijskih sevalnikov v fazni niz, pa tudi z gladkim spreminjanjem dolžine stene sevalne odprtine (v odprtini antene).

Neenakomerna (drugačna od linearnega zakona) prostorska porazdelitev trenutne faze po anteni ("fazne napake") vodi do povečanja UBL.

Poglej tudi

Fundacija Wikimedia. 2010.

Oglejte si, kaj je "raven stranskih rež vzorca sevanja" v drugih slovarjih:

To je raven sevanja antene v smeri (običajno) drugega maksimuma sevalnega vzorca. Obstajata dve ravni stranskih režnjev: Po prvem stranskem režnju Povprečna raven vseh stranskih sevanj Negativne strani stranskih ... ... Wikipedia

Nivo stranskih rež vzorca je nivo sevanja antene v smeri (praviloma) drugega maksimuma sevalnega vzorca. Obstajata dve ravni stranskih režnjev: Za prvi stranski režnjev Povprečna raven vseh stranskih sevanj... ... Wikipedia

raven stranskega režnja - Najvišja raven vzorec sevanja zunaj glavnega režnja. [GOST 26266 90] [Sistem nedestruktivnega testiranja. Vrste (metode) in tehnologija neporušitvenih preiskav. Izrazi in definicije (priročnik). Moskva 2003]… …

riž. 1. Radijski interferometer WSRT ... Wikipedia

Antena, glavna specifikacije ki so urejene z določenimi napakami. Merilne antene so samostojne naprave široke uporabe, ki vam omogočajo delo z različnimi merilniki in viri... ... Wikipedia

Dolph-Chebyshev antenski niz- Antenski sistem s prečnim sevanjem, katerega napajanje elementov se dovaja s takšnimi faznimi premiki, da je sevalni vzorec opisan s polinomom Čebiševa. Takšna antena zagotavlja minimalno raven stranskih režnjev diagrama... ... Priročnik za tehnične prevajalce

Pot žarkov v prerezu Lunebergove leče. Gradacije modre barve ponazarjajo odvisnost lomnega količnika Lunebergova leča je leča, pri kateri lomni količnik ni konstanten ... Wikipedia

valovod z razširjenim koncem- Najpreprostejši tip oddajnika roga, ki se uporablja v večžarkovnih antenskih sistemih. Razširitev odprtine omogoča izboljšanje ujemanja valovoda s prostim prostorom in zmanjšanje ravni stranskih rež vzorca sevanja antene. [L... Priročnik za tehnične prevajalce

Širokopasovna merilna roga antena za frekvence 0,8 - 18 GHz Rogasta antena je kovinska struktura, sestavljena iz izmeničnega (razširljivega) valovoda ... Wikipedia

Naprava za oddajanje in sprejemanje radijskih valov. Oddajna antena pretvarja energijo visokofrekvenčnih elektromagnetnih nihanj, koncentriranih v izhodnih nihajnih krogih radijskega oddajnika, v energijo oddanih radijskih valov. Preobrazba...... Velika sovjetska enciklopedija

Širina glavnega režnja in raven stranskega režnja

Širina vzorca (glavnega režnja) določa stopnjo koncentracije oddane elektromagnetne energije. DN širina je kot med dvema smerema znotraj glavnega režnja, v katerem je amplituda jakosti elektromagnetnega polja 0,707 stopnje od največje vrednosti (ali 0,5 stopnje od največje vrednosti gostote moči). Širina spodnje vrstice je navedena na naslednji način:

2i je širina vzorca glede na moč na ravni 0,5;

2i - širina vzorca glede na napetost na ravni 0,707.

Indeks E ali H označuje širino vzorca v ustrezni ravnini: 2i, 2i. Raven moči 0,5 ustreza ravni poljske jakosti 0,707 ali ravni 3 dB na logaritemski lestvici:

Primerno je eksperimentalno določiti širino vzorca z uporabo grafa, na primer, kot je prikazano na sliki 11.

Slika 11

Raven stranskih rež vzorca določa stopnjo lažnega sevanja elektromagnetnega polja antene. Vpliva na kakovost elektromagnetne združljivosti z bližnjimi radijskimi elektronskimi sistemi.

Relativni nivo stranskega režnja je razmerje med amplitudo poljske jakosti v smeri maksimuma prvega stranskega režnja in amplitudo poljske jakosti v smeri maksimuma glavnega režnja (slika 12):

Slika 12

Ta raven je izražena v absolutnih enotah ali v decibelih:

Usmerjeni koeficient in ojačanje oddajne antene

Usmerjeni koeficient (DC) kvantitativno označuje smerne lastnosti prave antene v primerjavi z referenčno vsesmerno (izotropno) anteno s sferičnim vzorcem:

KND je število, ki kaže, kolikokrat je gostota pretoka moči P (u, q) prave (usmerjene) antene večja od gostote pretoka moči P (u, q) referenčne (neusmerjene) antene za isto smeri in na enaki razdalji, pod pogojem, da so moči sevanja anten enake:

Ob upoštevanju (25) lahko dobimo:

Faktor ojačenja (GC) antene je parameter, ki ne upošteva le lastnosti ostrenja antene, ampak tudi njeno sposobnost pretvorbe ene vrste energije v drugo.

KU- to je število, ki kaže, kolikokrat je gostota pretoka moči P (u, c) prave (usmerjene) antene večja od gostote pretoka moči PE (u, c) referenčne (neusmerjene) antene za v isti smeri in na enaki razdalji, pod pogojem, da so moči, ki se dovajajo antenam, enake.

Dobitek je mogoče izraziti v smislu učinkovitosti:

kje je učinkovitost antene. V praksi se ojačanje antene uporablja v smeri največjega sevanja.

Fazni vzorec sevanja. Koncept faznega središča antene

Fazni diagram fokus je odvisnost faze elektromagnetnega polja, ki ga oddaja antena, od kotnih koordinat.

Ker sta v oddaljenem območju antene vektorja polja E in H v fazi, je fazni vzorec enako povezan z električnimi in magnetnimi komponentami EMF, ki jih oddaja antena. Fazni vzorec je označen na naslednji način: Ш = Ш (u, ц) pri r = const.

Če je W (u, q) = const pri r = const, potem to pomeni, da antena tvori fazno fronto valovanja v obliki krogle. Središče te krogle, kjer se nahaja izhodišče koordinatnega sistema, imenujemo fazno središče antene (PCA). Upoštevati je treba, da nimajo vse antene faznega središča.

Pri antenah, ki imajo fazno središče in amplitudni vzorec z več režnji z jasnimi ničlami ​​med njimi, se faza polja v sosednjih režnjih razlikuje za p (180°). Razmerje med amplitudo in faznim vzorcem sevanja iste antene je ponazorjeno na sliki 13.

Slika 13 - Amplitudni in fazni vzorci

Smer širjenja elektromagnetnega valovanja in položaj njegove fazne fronte v vsaki točki prostora sta medsebojno pravokotna.

Raven zadnjega in stranskega režnja vzorca sevanja napetosti γυ je opredeljena kot razmerje EMF na antenskih sponkah med sprejemom - od strani maksimuma zadnjega ali stranskega režnja do EMF s strani maksimuma glavnega režnja. Kadar ima antena več hrbtnih in stranskih rež različnih velikosti, je običajno prikazan nivo največjega režnja. Raven zadnjega in stranskih rež se lahko določi tudi z močjo (γ P), tako da se raven zadnjega in stranskih rež kvadrira z napetostjo. V vzorcu sevanja, prikazanem na sl. 16 imata zadnji in stranski reženj enako raven, enako 0,13 (13 %) v EMF ali 0,017 (1,7 %) v moči. Zadnji in stranski režnji usmerjenih sprejemnikov televizijske antene so običajno v območju 0,1....25 (napetost).

V literaturi je pri opisovanju smernih lastnosti sprejemnih televizijskih anten pogosto navedena raven zadnjega in stranskih rež, ki je enaka aritmetični sredini ravni rež na srednjih in skrajnih frekvencah. televizijski kanal. Predpostavimo, da je nivo rež (glede na EMF) antenskega vzorca 3. kanala (f = 76 ... 84 MHz): pri frekvencah 75 MHz - 0,18; 80 MHz - 0,1; 84 MHz - 0,23. Povprečna raven cvetnih listov bo enaka (0,18+0,1+0,23)/3, tj. 0,17. Odpornost proti hrupu antene je mogoče označiti s povprečno stopnjo rež, le če v frekvenčnem pasu televizijskega kanala ni ostrih "konic" v ravni rež, ki znatno presegajo povprečno raven.

Glede odpornosti na hrup vertikalno polarizirane antene je treba upoštevati pomembno opombo. Obrnemo se na vzorec sevanja, prikazan na sl. 16. V tem diagramu, značilnem za horizontalno polarizirane antene v vodoravni ravnini, je glavni rež ločen od zadnjega in stranskih rež s smermi ničelnega sprejema. Vertikalne polarizacijske antene (na primer antene "valovnih kanalov" z navpičnimi vibratorji) nimajo ničelnih smeri sprejema v vodoravni ravnini. Zato zadnji in stranski del v tem primeru nista jasno definirana, odpornost proti hrupu pa je v praksi opredeljena kot razmerje med nivojem signala, prejetim iz smeri naprej, in nivojem signala, prejetim iz smeri zadaj.

Dobiček. Bolj ko je antena usmerjena, tj. manjši kot odpiranja glavnega režnja in nižji kot sta zadnji in stranski reženj sevalnega vzorca, večji je EMF na priključkih antene.

Predstavljajmo si, da je simetrični polvalovni vibrator postavljen na določeno točko v elektromagnetnem polju, usmerjeno proti največjemu sprejemu, to je nameščeno tako, da je njegova vzdolžna os pravokotna na smer prihoda radijskega valovanja. Določena napetost Ui se razvije pri usklajenem bremenu, priključenem na vibrator, odvisno od jakosti polja na sprejemni točki. Postavimo ga poleg! na isti točki v polju, namesto polvalovnega vibratorja, anteno z večjo usmerjenostjo, usmerjeno k največjemu sprejemu, na primer anteno tipa "valovni kanal", katere smerni vzorec je prikazan na sl. 16. Predpostavimo, da ima ta antena enako obremenitev kot polvalovni vibrator in je z njim tudi usklajena. Ker je antena "valovni kanal" bolj usmerjena kot polvalovni vibrator, bo napetost na njenem bremenu U2 večja. Napetostno razmerje U 2 /'Ui je napetostni dobiček Ki štirielementne antene ali, kot se drugače imenuje, "polje".

Tako lahko napetost ali ojačanje "polja" antene definiramo kot razmerje med napetostjo, ki jo razvije antena pri usklajeni obremenitvi, in napetostjo, ki jo pri enaki obremenitvi razvije polvalovni vibrator, ki je z njo usklajen. Šteje se, da sta obe anteni nameščeni na isti točki v elektromagnetnem polju in usmerjeni proti največjemu sprejemu. Pogosto se uporablja tudi koncept močnostnega ojačanja Kp, ki je enak kvadratu napetostnega ojačanja (K P = Ki 2).

Pri določanju dobička je treba poudariti dve točki. Prvič, da se antene različnih izvedb primerjajo med seboj, se vsaka od njih primerja z isto anteno - polvalovnim vibratorjem, ki velja za referenčno anteno. Drugič, da bi v praksi dosegli dobiček napetosti ali moči, ki ga določa ojačanje, je treba anteno usmeriti proti maksimumu sprejetega signala, tj. tako, da je maksimum glavnega režnja sevalnega vzorca usmerjen proti prihod radijskega valovanja. Dobiček je odvisen od vrste in zasnove antene. Za pojasnilo se obrnemo na anteno tipa "valovni kanal". Dobiček te antene narašča s številom usmerjevalcev. Štirielementna antena (reflektor, aktivni vibrator in dva usmerjevalnika) ima napetostni dobiček 2; sedem elementov (reflektor, aktivni vibrator in pet direktorjev) - 2.7. To pomeni, da če namesto pol vala

vibrator uporablja štirielementno anteno), potem se bo napetost na vhodu televizijskega sprejemnika povečala za 2-krat (moč za 4-krat), sedemelementna antena pa za 2,7-krat (moč za 7,3-krat).

Vrednost ojačanja antene je v literaturi navedena bodisi glede na polvalovni vibrator bodisi glede na tako imenovani izotropni oddajnik. Izotropni radiator je namišljena antena, ki nima popolnoma usmerjenih lastnosti, prostorski sevalni vzorec pa ima ustrezno obliko -krogle. Izotropni oddajniki v naravi ne obstajajo in tak oddajnik je preprosto priročen standard, s katerim lahko primerjamo usmerjene lastnosti različnih anten. Izračunano napetostno ojačenje polvalovnega vibratorja glede na izotropni oddajnik je 1,28 (2,15 dB). Torej, če je znan napetostni dobiček katere koli antene glede na izotropni oddajnik, ga delite z 1,28. dobimo ojačanje te antene glede na polvalovni vibrator. Ko je ojačanje glede na izotropni gonilnik določeno v decibelih, potem za določitev ojačanja glede na polvalovni vibrator odštejte 2,15 dB. Na primer, ojačanje napetosti antene glede na izotropni oddajnik je 2,5 (8 dB). Potem bo ojačanje iste antene glede na polvalovni vibrator 2,5/1,28, tj. 1,95^ in v decibelih 8-2,15 = 5,85 dB.

Seveda dejansko ojačenje nivoja signala na TV-vhodu, ki ga daje ena ali druga antena, ni odvisno od tega, glede na katero referenčno anteno - polvalovni vibrator ali izotropni oddajnik - je ojačenje določeno. V tej knjigi so vrednosti ojačanja podane glede na polvalovni vibrator.

V literaturi usmerjevalne lastnosti anten pogosto ocenjujemo s koeficientom usmerjenosti, ki predstavlja pridobitev moči signala v obremenitvi, če antena nima izgub. Smerni koeficient je povezan s pridobivanjem moči Kr z razmerjem

Če merite napetost na vhodu sprejemnika, lahko uporabite isto formulo za določitev poljske jakosti na sprejemnem mestu.

Širina vzorca (glavnega režnja) določa stopnjo koncentracije oddane elektromagnetne energije.

Širina vzorca je kot med dvema smerema in znotraj glavnega režnja, v katerem je amplituda jakosti elektromagnetnega polja raven 0,707 od največje vrednosti (ali raven 0,5 od največje vrednosti gostote moči).

Širina vzorca je označena na naslednji način: 2θ 0,5 je širina vzorca glede na moč na ravni 0,5; 2θ 0,707 - širina vzorca glede na intenzivnost na ravni 0,707.

Zgoraj prikazan indeks E ali H pomeni širino vzorca v ustrezni ravnini: , . Raven moči 0,5 ustreza ravni poljske jakosti 0,707 ali ravni 3 dB na logaritemski lestvici:

Širina žarka iste antene, predstavljena s poljsko jakostjo, močjo ali logaritemsko lestvico in izmerjena na ustreznih ravneh, bo enaka:

Eksperimentalno lahko širino vzorca zlahka najdemo iz grafa vzorca, prikazanega v enem ali drugem koordinatnem sistemu, na primer, kot je prikazano na sliki.

Raven stranskih rež vzorca določa stopnjo lažnega sevanja elektromagnetnega polja antene. Vpliva na tajnost delovanja radiotehnične naprave in kakovost elektromagnetne združljivosti z bližnjimi radioelektronskimi sistemi.

Relativna raven stranskega režnja je razmerje med amplitudo poljske jakosti v smeri maksimuma stranskega režnja in amplitudo poljske jakosti v smeri maksimuma glavnega režnja:

V praksi je ta raven izražena v absolutnih enotah ali v decibelih. Najbolj zanimiva je raven prvega stranskega režnja. Včasih delujejo s povprečno stopnjo stranskih režnjev.

4. Usmerjeni koeficient in ojačanje oddajne antene.

Smerni koeficient kvantitativno označuje smerne lastnosti realnih anten v primerjavi z referenčno anteno, ki je popolnoma vsesmerni (izotropni) oddajnik s sferičnim vzorcem:

Faktor učinkovitosti je število, ki kaže, kolikokrat je gostota pretoka moči P(θ,φ) prave (usmerjene) antene večja od gostote pretoka moči

PE (θ,φ) referenčne (vsesmerne) antene za isto smer in na enaki razdalji, pod pogojem, da sta moči sevanja anten enaki:

Ob upoštevanju (1) lahko dobimo:

kjer je D 0 usmerjenost v smeri največjega sevanja.

V praksi, ko govorimo o učinkovitosti antene, mislimo na vrednost, ki je popolnoma določena z vzorcem sevanja antene:

V inženirskih izračunih se uporablja približna empirična formula, ki povezuje faktor usmerjenosti s širino vzorca antene v glavnih ravninah:

Ker je v praksi težko določiti sevalno moč antene (še bolj pa izpolniti pogoj enakosti sevalnih moči referenčne in realne antene), je uveden koncept antenskega ojačanja, ki ne upošteva le lastnosti ostrenja antene, ampak tudi njena sposobnost pretvarjanja ene vrste energije v drugo.

To se izraža v dejstvu, da se v definiciji, podobni faktorju učinkovitosti, pogoj spremeni in očitno je, da je učinkovitost referenčne antene enaka enotnosti:

kjer je P A moč, ki se dovaja anteni.

Potem je smerni koeficient izražen v smernem koeficientu, kot sledi:

kjer je η A učinkovitost antene.

V praksi se uporablja G 0 - dobiček antene v smeri največjega sevanja.

5. Fazni vzorec sevanja. Koncept faznega središča antene.

Fazni vzorec sevanja je odvisnost faze elektromagnetnega polja, ki ga oddaja antena, od kotnih koordinat. Ker sta v oddaljenem območju antene vektorja polja E in H v fazi, je fazni vzorec enako povezan z električnimi in magnetnimi komponentami EMF, ki jih oddaja antena. FDN je označen na naslednji način:

Ψ = Ψ (θ,φ) za r = const.

Če je Ψ (θ,φ) pri r = const, potem to pomeni, da antena tvori fazno fronto valovanja v obliki krogle. Središče te krogle, kjer se nahaja izhodišče koordinatnega sistema, imenujemo fazno središče antene (PCA). Vse antene nimajo faznega središča.

Pri antenah, ki imajo fazno središče in amplitudni vzorec z več režnji z jasnimi ničlami ​​med njimi, se faza polja v sosednjih režnjih razlikuje za (180 0). Razmerje med amplitudo in faznim vzorcem sevanja iste antene je prikazano na naslednji sliki.

Ker sta smer širjenja elektromagnetnega valovanja in položaj njegove fazne fronte v vsaki točki prostora medsebojno pravokotni, je mogoče z merjenjem položaja fazne fronte valovanja posredno določiti smer proti viru sevanja (smer iskanje po faznih metodah).