3. Фазовая диаграмма направленности (фдн).

ФДН – Ф( – представляет собой зависимость фазы поля основной поляризации от угловых координат в дальней зоне при постоянстве расстояния от точки наблюдения до начала выбранной системы координат. Форма ФДН существенно зависит от положения начала отсчета координат.

Считается, что антенна имеет фазовый центр, если существует точка, относительно которой ФДН является функцией постоянной. Эта точка называется фазовым центром антенны. Другими словами, фазовый центр антенны – это точка, из которой исходят сферические волны. В большинстве случаев, антенна не имеет фазового центра. Для остронаправленных антенн важна точка ФДН в пределах главного лепестка. Поэтому вводят понятие частичного фазового центра, который определяют как центр кривизны поверхности равных фаз в направлении главного лепестка.

4. Поляризационная диаграмма направленности (пдн).

ПДН характеризует направление напряженности электрического поля в зависимости от угловых координат на сфере фиксированного радиуса. Для практического построения ПДН в каждой точке наблюдения строится поляризационная характеристика, по которой определяется коэффициент эллиптичности, а зависимость коэффициента эллиптичности от угловых координат и будет представлять собой ПДН.

5. Коэффициент усиления g.

Коэффициент усиления показывает, во сколько раз должна быть увеличена мощность, подведенная к антенне, при замене реальной направленной антенны на идеальную ненаправленную антенну для того, чтобы напряженность поля в точке приема оставалась постоянной.

, где (1.13)

(1.14)

Существуют и другим параметры антенны:

1. Действующая длина антенны связывает напряженность электрического поля, создаваемого антенной в направлении главного максимума, с током в передающей антенне. Этот параметр измеряется в метрах, зависит от формы антенны, ее геометрических размеров и длины волны.

2. Рабочий диапазон – это диапазон, в пределах которого антенна сохраняет свои параметры с заданной точностью. Узкополосной антенна считается, если ее рабочий диапазон составляет 1 - 3%, широкополосной – если диапазон составляет нескольких десятков %.

3. Максимально допустимая мощность – мощность, которая может быть подведена к антенне, ограничивающаяся электрическим или тепловым пробоем либо в антенне, либо в фидерном тракте.

3. Принцип взаимности и приемные антенны.

Первый рисунок соответствует случаю распространения электромагнитных волн от передающей антенны 1 к приемной 2, второй рисунок соответствует передаче в обратном направлении.

Принцип взаимности применим в случае распространения электромагнитной волны в изотропной среде (параметры среды не зависят от направления распространения волны) и в случае отсутствия помех.

Формулировка: если на зажимах антенны 1 действует э.д.с. и вызывает в цепи антенны 2 ток , то э.д.с. , действующая на зажимах антенны 2, вызовет в цепи антенны 1 ток такой, что будет выполняться соотношение:

(1.14)

(1.15)

где входное сопротивление антенны 1,

- внутренне сопротивление генератора.

(1.16)

где - действующая длина антенны.

Подставим:

(1.17)

Аналогично, в случае, когда передающей является антенна 2, получаем:

(1.18)

Подставляя и в и объединяя в левой и правой частях параметры, относящиеся к каждой антенне, получим

(1.19)

Таким образом, независимо от антенны, соотношение её параметров является величиной постоянной.

(1.20)

E – напряженность поля волны, воздействующей на антенну в режиме приема

I – ток на зажимах приемной антенны

- действующая длина, входное сопротивление и диаграмма направленности той же антенны в режиме передачи

- сопротивление, подключенное к приемной антенне.

Таким образом, ток в приемной антенне равен

(1.21)

Из формулы можно сделать выводы:

1. Внутренне сопротивление приемной антенны равно входному сопротивлению этой же антенны в режиме передачи.

2. э.д.с. в приемной антенне пропорционально диаграмме направленности, поэтому понимая под диаграммой направленности приемной антенны зависимость её э.д.с от направления прихода волны, то ДН при приёме и передаче получаются одинаковыми, а следовательно, одинаковыми будут КНД и G.

3. Максимальная э.д.с. будет пропорциональна напряженности поля и действующей длине , поэтому, если понимать под действующей длиной приемной антенны коэффициент, связывающий э.д.с. в антенне с напряженнстью поля волны, приходящей с направления максимума приема, получается, что эта величина так же будет одинакова при передаче и приеме.

4. Поляризационные характеристики на передачу и прием полностью совпадают.