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;

2. як залежать ці величини від напрямку приходу й поляризації падаючої на антену хвилі;

3. 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

Його суть стосовно до радіолінії полягає в наступному. Дві антени - передавальна й приймальна - і простір між ними, заповнені ізотропним лінійним середовищем, подаються у вигляді чотириполюсника (рис. 1.10).

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.