
Лекція 3. Основні радіотехнічні характеристики й параметри приймальних антен
3.1. Загальні відомості про приймальні антени
Приймальна
антена перетворить енергію ЕМХ в енергію
струмів високої частоти. Таким чином,
її можна розглядати як генератор змінного
струму, навантажений на вхідний опір
приймача. Як у будь-якого генератору в
антені можна виділити внутрішній
(вхідни) опір
а
систему "приймальна антена - навантаження
(приймач)" представити у вигляді
еквівалентної схеми (рис. 1.9).
Основними питаннями, на які потрібно відповісти при аналізі приймальних антен, є такі:
1)
які будуть величини ЕРС
і
струму
в
приймальній антені при
заданій напруженості поля "Е" радіохвиль, що падають на антену;
як залежать ці величини від напрямку приходу й поляризації падаючої на антену хвилі;
яка величина потужності, що віддається приймальною антеною приймачу;
4) які основні радіотехнічні характеристики й параметри приймальних антен.
Дослідження приймальної антени можна робити двома різними методами. Перший з них полягає в безпосередньому аналізі впливу прихожої хвилі на приймальну антену, що при цьому уявно її розбивають на елементарні ділянки й знаходять ЕРС, що наводиться в кожному її елементі. ЕРС на виході антени розраховується як сума часток ЕРС у кожному елементі. По сумарній ЕРС визначається струм в антені. Даний метод досить просто реалізується для вібраторної антени, але виявляється складним стосовно антен довільної форми. У зв'язку із цим звичайно користуються другим методом. Він заснований на принципі взаємності, відомому з теорії чотириполюсників.
3.2. Принцип взаємності
Полюсами
є клеми антен. Якщо антену А1 використовувати
як передавальну, а А2 - як приймальну,
то до А1 підводить ЕРС
формується
електромагнітне поле й в А2 наводиться
струм
Якщо
антени поміняти ролями, тобто як
приймальна використовувати А1, а А2 - як
передавальну, з підведеної ЕРС
,
то в антені А1 виникне струм
.
Принцип взаємності стосовно до антен описується рівнянням
(1.19)
Співвідношення (1.19) дозволяє визначити властивості й параметри антени при роботі в режимі прийому, якщо відомі такі її характеристики й параметри в режимі передачі:
- вхідний
опір
-
опір
випромінювання (
-
максимальний КСД;
-
нормована діаграма спрямованості
антени по полю.
Амплітуда ЕРС, що наводиться в приймальній антені, дорівнює:
(1.20)
де Е - амплітуда напруженості електричного поля передавальної антени в місці розміщення приймача.
Амплітуда струму I у приймальній антені визначається величиною ЕРС е й сумарним опором антени й навантаження (див. рис. 1.9):
(1.21)
Таким чином, ЕРС і струм у приймальній антені виражені через її параметри в режимі передачі.
Формули (1.20) і (1.21) припускають, що поляризації антен однакові. Варто відзначити, що під поляризацією приймальної антени розуміють її поляризацію в режимі передачі.