12. Общие характеристики антенн

Рассмотрим основные характеристики и параметры, определяющие качество передающих антенн. В первую очередь обратимся с радиотехническим параметрам, которые характеризуют передающие антенны с точки зрения эффективности преобразования энергии связанных электромагнитных волн в энергию свободных электромагнитных волн, а затем перейдем к эксплуатационным показателям.

1. Сопротивление излучения

Этот параметр связан по смыслу с мощностью излучения антенны P_Σ, т. е. со средним значением потока электромагнитной энергии, проходящего в единицу времен» сквозь сферу, окружающую антенну. Мощность излучения активная (она не возвращается в передающую антенну и передатчик) поэтому ее можно выразить через активное сопротивление, называемое сопротивлением излучения, следующим соотношением:

(67)

где — действующее значение тока в антенне.

Сопротивление излучения, являясь активным, все же не вызывает преобразования электрической энергии в тепловую. Оно характеризует способность антенны к излучению электромагнитной энергии. Количественно сопротивление излучения определяется как активное сопротивление, на котором выделяется мощность, численно равная мощности излучения при токе в сопротивлении, равном току в антенне.

2. Сопротивление потерь

Наряду с полезной мощностью P_Σ имеется некоторая мощность, которая теряется на нагрев проводов, в изоляторах, в земле и в предметах, расположенных вблизи антенны. Этой мощности потерь соответствует активное сопротивление, называемое сопротивлением потерь:

(68)

3. Полное активное сопротивление антенны

Мощность , подводимая к антенне от передатчика, складывается из мощности излучения и мощности потерь:

(69)

Сопротивление, которое соответствует мощности, подводимой к антенне, называется полным активным сопротивлением антенны:

(70)

На примере симметричного и несимметричного вибраторов было показано, что ток вибратора изменяется по его длине. Поэтому параметры антенны , и неопределенные, если не оговорено, к какому сечению антенны они отнесены. Обычно сопротивления , и относят к максимальной амплитуде тока антенны или к току в основании антенны (на зажимах генератора).

4. К. П. Д. Антенны

Это отношение мощности излучения к мощности, подводимой к антенне:

(71)

Из формулы видно, что для увеличения к. п. д. антенны необходимо увеличивать сопротивление излучения и уменьшать сопротивление потерь.

5. Входное сопротивление антенны

Это сопротивление на входных зажимах антенны, которое в общем случае имеет активную и реактивную составляющие. Активная составляющая по сути дела представляет собой полное активное сопротивление антенны , отнесенное к ее входным зажимам, а реактивная составляющая обусловлена тем, что в зоне индукции антенны имеются электрическое и магнитное поля, которые сдвинуты по фазе на 90° и обладают реактивной энергией. Для увеличения эффективности антенны ее настраивают в резонанс с частотой колебаний генератора. Тогда = 0 и антенна представляет для генератора чисто активную нагрузку.