2.3. Параметри, що залежать від потужності випромінювання

2.3.1. Опір випромінювання

Раніше вже вказувалась залежність (2.5,а) між потужністю випромінювання та параметрами на затискачах антени: струмом та опором випромінювання. Аналогічно можна визначити потужність випромінювання через параметри в пучності струму:

(2.15)

де І_П – значення струму в його пучності, R_ВП – опір випромінювання, що визначається в пучності струму.

Як показано (Додаток 2.1) наявна наступна залежність для опору випромінювання:

(2.16)

В залежності (2.16) значення D визначається на основі співвідношення (2.9) або програми 2.3. В результаті опір випромінювання R_ВП можна визначити на основі програми 2.4:

Програма 2.4

vn=0.01*pi; vv=0.99*pi;vvn=vv-vn; a=1000; v=vn:vvn/a:vv;

Ln=0.5; b1=2*pi*Ln; b2=cos(b1);b3=cos(b1.*cos(v))-b2;b4=(1-b2).*sin(v);

F=abs(b3./b4);a1=F.^2.*sin(v);a2=trapz(v,a1);D=2/a2

Rvp=120*(1-cos(2*pi*Ln)).^2./D

Наприклад, прийнявши в програмі 2.4 L_n=0.5, отримаємо R_ВП=199 Ом.

2.2.2. Діюча довжина

Досліджувана антена (рис.2.6,а) характеризується:

• певним значенням струму I_A на затискачах;

• нерівномірним розподілом струму вздовж вібратора;

• загальною довжиною l.

Даній антені можна протиставити певний прототип (рис.2.6,б), який характеризується:

• таким же значенням струму I_A на затискачах;

• рівномірним розподілом струму вздовж вібратора;

• загальною довжиною l_d .

Рис.2.6. Досліджувана антена (a); антена-прототип (б)

Діючою довжиною досліджуваної передавальної антени вважається довжина l_d антени-прототипа , яка в напрямі максимального випромінювання створює таке саме значення напруженості поля, що і досліджувана антена. Як показано (Додаток 2.1) діюча довжина становить:

(2.17)

Взаємозв’язок між деякими параметрами антен. Як показано (Додаток 2.1) між параметрами антен наявна наступна залежність:

(2.18)

Таким чином, на основі залежності (2.18) знаючи два параметри можна визначити третій.

2.4. Інші параметри антен

2.4.1. Вхідний опір

Антена з’єднується з передавачем або приймачем через фідер. Таким чином, вхідний опір вказує на навантаження, яке представляє антена для фідера. Його можна визначати (аналогічно як і будь-який опір ) як відношення напруги U_A до струму І_A, причому особливістю є те, що напруга і струм визначаються на затискачах антени:

(2.19)

де R_A - активна складова вхідного опору; X_A - реактивна складова.

Здавалось би , досить вибрати антену з необхідними значеннями параметрів , які розглядались вище, а вхідний опір має другорядне значення. Але неправильно вибране значення вхідного опору антени може звести нанівець всі інші позитивні характеристики даної антени. Справа в тому , що антена з’єднується з передавачем (або приймачем) через фідер, який характеризується хвильовим опором ϱ ( як правило 50 Ом або 75 Ом) . Для такої системи повинно забезпечуватись узгодження фідера з передавачем (або приймачем ) та антеною, тобто вхідний опір антени повинен становити ϱ. Також вихідний опір передавача (або вхідний опір приймача) повинні становити ϱ. Саме в цьому випадку максимальна частина потужності передавача Р_А перетвориться в потужність випромінювання Р_В (або максимальна частина потужності, прийнятої антеною буде передана на вхід приймача). Якщо уявити випадок, що в антені має місце несправність та вхідний опір значно відрізняється від ϱ, то відбувається відбиття потужності Р_А від антени, причому відбита потужність повертається в передавач та приводить до його нагріву. Такий передавач може швидко вийти з ладу. Для вимірювання ступені узгодження послідовно з фідером вмикається компактний пристрій - вимірювач коефіцієнта стоячої хвилі (КСХ), або коефіцієнта біжучої хвилі ( КБХ), який повинен бути близьким до одиниці.

Потужність, що підводиться до живлення антени визначає модуль струму на вході антени:

(2.20)

Розділивши потужність живлення (2.3) на I_A², отримаємо:

(2.21)

Таким чином, повний вхідний опір антени складається з опору випромінювання, опору втрат та реактивної складової опору.