Вторичные параметры, характеризующие направленность антенн: коэффициент направленного действия; ширина луча диаграммы направленности, уровень боковых лепестков.

Коэффициент направленного действия (КНД).

Степень концентрации излучения в направлении максимума амплитудной ДН оценивает­ся коэффициентом направленного действия (КНД). Этот параметр, введенный в теорию антенн в 1929 г. советским ученым А. А. Пистолькорсом, показывает отношение модуля вектора Пойнтинга в направлении максимального излучения на удалении R в дальней зоне к среднему модулю вектора Пойнтинга на поверхности сферы того же радиуса, охватывающей антенну.

при .

Существует и другое определение КНД, согласно которому этот параметр антенны показывает, во сколько раз должна быть увели­чена излучаемая мощность при замене направленной антенны на абсолютно не направленную гипотетическую изотропную антенну при условии сохранения постоянного модуля вектора Пойнтинга в точке наблюдения. Таким образом, подчеркивается, что увеличение КНД антенны эквивалентно как бы возрастанию мощности пере­датчика. Заметим, что изотропная антенна с ДН F²(θ,φ)=1 и с постоянной поляризацией излучения является физически нереали­зуемой. Доказано, что в поле излучения реальной антенны либо имеется направление нулевого излучения, либо поляризация су­щественно зависит от направления и коэффициент эллиптичности принимает любые значения: -1≤r≤1.

Излучаемая направленной антенной мощность пропорциональна интегралу

,

где А — коэффициент пропорциональности.

Интегрирование ведет­ся в пределах полного телесного угла Ω= 4π, т. е. от 0 до 2π по φ и от 0 до 2π по θ, Если антенна представляет гипотетический изо­тропный излучатель с ДН F²(θ,φ)=1, то ее мощность излучения

.

Пользуясь вторым определением КНД, для направления макси­мального излучения [F²_max(θ₀,φ₀) = 1], получаем:

.

В дальнейшем всегда будем определять КНД антенны для на­правления максимального излучения, однако для сокращения запи­си индекс “max” будем опускать. Для других направлений КНД также существует и определяется формулой

.

Ширина луча и уровень боковых лепестков.

Помимо КНД, нап­равленные свойства антенны оценивают также углом раствора главного лепестка ДН в какой-либо плоскости при заданном уров­не относительной мощности. Этот угол называют шириной луча в соответствующей плоскости. Чаще всего используется определе­ние ширины луча Δθ на уровне половинной мощности (уровень 0,707 по полю, или — 3 дБ) относительно главного максимума из­лучения. Реже пользуются определением ширины луча “по нулям” Δθ₀, т. е. угловым расстоянием между минимумами излучения.

Наряду с шириной луча очень важным параметром является уровень боковых лепестков антенны. Чаще всего уровень боковых лепестков характеризуют максимумом наибольшего бокового ле­пестка по отношению к значению главного максимума. При слож­ной поляризационой структуре поля уровень боковых лепестков на­ходят как по основной, так и по паразитной составляющим векто­ра поляризации. Ширина луча и уровень боковых лепестков антен­ны являются параметрами, определяющими разрешающую способ­ность и помехозащищенность радиосистем. Поэтому в технических заданиях на разработку антенн этим параметрам уделяется боль­шое значение. Их значения контролируют при вводе антенны в экс­плуатацию и периодические проверяют в процессе эксплуатации.