Розділ 3. Параметри антен

Подальшим етапом дослідження антен є розгляд їх параметрів. На відміну від характеристики антен (ДС), яка містить масив значень, параметри мають одне або декілька значень. Варто зауважити, що значну кількість параметрів можна отримати на основі ДС. Нижче приведені основні параметри антен

Рис.3.1. Основні параметри антен

Видно, що параметри можуть як спільними (для передавальних та приймальних антен) так і специфічними (тільки для передавальних або приймальних антен ). Між окремими параметрами навіть існує певний взаємозв’язок

Кп=Кс*Кк (3.1,а)

Кс= (9.58) (3.1,б)

де Кп, Кс, Кк – коефіцієнти підсилення, спрямованої дії, корисної дії, відповідно

взаємозв’язок

11.1. Загальні положення

11.2. Опір випромінювання

Комплексна потужність.

Потужність випромінювання антени.

Потужність випромінювання диполя Герца.

Опір випромінювання.

Опір випромінювання диполя Герца.

11.3. Вхідний опір

Вхідний опір передавальної антени.

Активна і реактивна складові вхідного опору.

Точний розрахунок повного вхідного опору.

11.4. Коефіцієнт корисної дії

Втрати електромагнітної енергії.

ККД.

11.5. Коефіцієнт спрямованої дії і коефіцієнт підсилення

Коефіцієнт спрямованої дії (КСД)

Розрахунок КСД

11.6. Коефіцієнт підсилення

11.7. Коефіцієнт розсіювання

11.8. Діюча довжина

Поняття діючої довжини.

Розрахунок діючої довжини.

Розрахунок діючої довжини для прямолінійних антен.

11.9. Електрична міцність

11.10. Діапазонні властивості

Діапазон робочих частот антени

Перестроювана антена

11.11. Зв'язок між деякими параметрами антени

11.1. Загальні положення

Роботу антен оцінюють за допомогою радіотехнічних показників двох видів: характеристик і параметрів. Під характеристиками розуміють функціональні залежності, а під параметрами – числові величини. Зупинимося детальніше на параметрах антен.

11.2. Опір випромінювання

Комплексна потужність.

Комплексна потужність, що надається генератором в антену ,витрачається на випромінювання (- потужність випромінювання ), на втрати в антені і в навколишньому середовищі (- потужність втрат) і на формування реактивних полів, зв’язаних з антеною (- реактивна потужність). Відповідно,

(11.1)

Потужність випромінювання антени.

Потужність випромінювання антени () дає змогу оцінити основне достоїнство антени, яке полягає в тому, що за її допомогою вдається збільшити інтенсивність випромінювання в будь-якому одному напрямку і зменшити в другому. Така зміна забезпечується не за рахунок збільшення потужності передавача (вона залишається незмінною), а за рахунок саме перерозподілу інтенсивності випромінювання в різних напрямках.

Щоб визначити потужність випромінювання антени достатньо мати дані про просторову ДС . При цьому антена та передавач можуть знаходитись в недоступному місці. В результаті проведеного аналізу( Додатку 11.1), отримано:

(11.2)

Потужність випромінювання диполя Герца.

Потужність випромінювання диполя Герца можна розрахувати (див. додаток) , в результаті отримаємо:

(11.3)

Опір випромінювання.

Опір випромінювання являється розрахунковою величиною на основі якої визначається багато параметрів антен. Він представляє собою еквівалентний опір на якому могла би розсіюватись потужність випромінювання:

(11.4)

де І - амплітуда струму в якомусь з перерізів антени .

Очевидно, що при даній потужності величина залежить від струму, який вибраний в якості струму відліку. Переважно в антенах розподіл струму нерівномірний, причому найчастіше він буває синусоїдальним. Прийнято відносити опір випромінювання або до струму на вході антени, або до струму в пучності:

(11.5)

(11.6)

Для ілюстрації визначення опору випромінювання розглянемо його на прикладі симетричного вібратора. На рис. 11.1 приведемо залежність опору випромінювання,віднесеного до пучності струму, від нормованої довжини() :

Рис. 11.1 Залежність опору випромінюванняCBвідLn.

Як видно з приведених результатів для найбільш поширених СВ: півхвильового, хвильового та 5/4 λ опір випромінювання орієнтовно становить 75, 200 та 115 Ом, відповідно. Коливальний характер опору випромінювання зумовлений наявністю (при Ln>0.5) протифазного струму в кожному з пліч СВ. Оскільки фаза струму змінюється на π через кожні значенняLnкратні 0.5, то і зміна опору випромінювання має коливальний характер.

Опір випромінювання, віднесений до входу антени. Зображено на рис.11.2:

Рис.11.2

Отже, знаючи потужність випромінювання та стум антени можна визначити опір випромінювання.

Опір випромінювання диполя Герца.

Для ілюстрації визначення опору випромінювання розглянемо його на прикладі диполя Герца (п.3.2 Додатку 1?). Спочатку отримано значення потужності випромінювання:

(11.7)

а потім і опору випромінювання:

(11.8)