Называется коэффициентом передачи антенны по мощности или коэффициентом согласования антенны.

Рассмотрим теперь случай, когда длиной фидерного тракта пренебречь нельзя. И пусть приемник согласован с фидером, а антенна нет. Такая ситуация возникает при работе в широкой полосе частот. В этом случае R_ПР=W_В, X_ПР=0 и можно воспользоваться формулой (5.41).Если наоборот, антенна согласована с фидером (R_А=W_В, X_А=0), а приемник нет, то часть энергии отразится от входа приемника и переизлучится антенной, поскольку она согласована с фидером. Доля отраженной от приемника энергии определяется квадратом модуля коэффициента отражения по напряжению Г на входе приемника. Тогда

. (5.43)

Чтобы учесть потери, правые части формул (5.39), (5.41), (5.43) необходимо домножить на КПД АФУ ().

Таким образом, в диапазоне СВЧ для увеличения принимаемой мощности необходимо стремиться к улучшению согласования всех устройств между собой и повышению КПД антенны и фидерного тракта.

Формула идеальной радиопередачи

Прежде чем переходить к изучению конкретных типов антенн, рассмотрим небольшой, но важный и общий для всех типов вопрос о передачи мощности между двумя антеннами – передающей (А₁) и приемной (А₂). Мощность P₂, поступающую в нагрузку приемной антенны, в предположении, что антенна и приемник согласованы с фидером, можно записать в виде

, (5.44)

где – направление на передающую антенну; ₂ и S_эф2 – КПД и эффективная площадь приемной антенны. Выражение для напряженности поля в месте расположения приемной антенны через мощность P₁ , поступающую в передающую антенну в предположении согласования антенны и передатчика с фидером, имеет вид

, (5.45)

где – направление на приемную антенну; ₁ и D₁ – КПД и КНД передающей антенны; r – расстояние между антеннами.

Подставив (5.45) в (5.44), получим

. (5.46)

Эта формула называется формулой идеальной радиопередачи, поскольку не учитывает свойств окружающей среды. А они могут быть различными, причем в различных диапазонах характеризоваться своими значениями параметров. Формула используется при расчетах радиотрасс в пределах прямой видимости. Например, при связи с летательными аппаратами или между ними. Или при определении зоны действия УКВ радиопередающих и телевизионных центров, при выборе расстояний между антеннами в радиорелейных линиях связи и так далее. Для этого необходимо знать чувствительность приемника и мощность передатчика, их согласование с фидерными линиями, потери в трактах и антеннах, ДН и КНД антенн, угол между плоскостями поляризации и, естественно, длину волны . Тогда определим расстояние r, необходимое для уверенного приема и нормального функционирования радиолинии.

6 Элементы общей теории антенн

6.1 Линейная непрерывная система

Под линейной непрерывной системой (ЛНС) будем понимать систему однотипных элементарных излучателей, непрерывно распределенных вдоль заданного направления в пространстве. Длина линейной системы произвольна, а ее поперечные размеры много меньше длины волны и ее продольных размеров.

Множитель направленности и КНД

Пусть ось ЛНС совпадает с осью z прямоугольной системы координат

(рис. 6.1).

Рис. 6.1  К расчету множителя направленности ЛНС

Диаграмму направленности такого идеализированного излучателя называют множителем направленности (МН) системы. Множитель направленности ЛНС не зависит от азимутальной координаты и обладает осевой симметрией. Он описывает интерференцию сферических волн, излучаемых точечными изотропными источниками, расположенными вдоль оси системы.

По определению МН ЛНС описывается выражением

, (6.1)

где – комплексная амплитуда тока в ЛНС.

Простейшей реализацией ЛНС является прямолинейный провод длиной L с бегущей вдоль него волной электрического тока. Распределение тока описывается функцией

, (6.2)

где =const – амплитуда тока, ,

V_ф – фазовая скорость волны тока вдоль провода.

Амплитуда тока в ЛНС предполагается постоянной, а фаза с расстоянием меняется по линейному закону. Значение соответствует синфазному распределению тока. Приволна будет ускоренной, а в случае– замедленной. Если, то волна тока распространяется со скоростью света. ЛНС является эталоном, относительно которого оцениваются свойства линейных систем с другими АФР.

Выражение для нормированного множителя направленности ЛНС получается подстановкой (6.2) в (6.1) и интегрированием:

, (6.3)

где

. (6.4)

Множитель направленности линейного излучателя является вещественной функцией. Поверхность равных фаз поля в дальней зоне имеет вид сферы с центром в середине линейного излучателя. Следовательно, независимо от значения коэффициента  фазовый центр линейного излучателя совпадает с его геометрическим центром.

Проведем анализ функции (6.3). Ее график показан на рис. 6.2. Основные

Рис. 6.2 Множитель направленности ЛНС

свойства этой функции: главный лепесток имеет максимум в направлении ; его ширина по нулям равна; боковые лепестки симметричны, их ширина по нулям равна. Нули располагаются в точках ,. Уровни боковых лепестков (УБЛ) по напряженности поля относительно главного составляют