3.5. Ефективна площа антени

У виразі (1.28) перший співмножник являє собою щільність потоку потужності в точці прийому, оскільки , а добуток має розмірність площі й називається ефективною площею антени:

(1.29)

З (1.29) випливає, що

(1.30)

Під ефективною площею антени варто розуміти таку умовну площадку, яка, будучи поміщена замість реальної антени в ту ж точку простору нормально до напрямку падаючої хвилі й не маючи втрат, створює на вході приймача таку ж потужність, що й узгоджена з ним антена.

Ефективна площа антени менше її геометричної площі S_г. Відмінності геометричної й ефективної площ антени пояснюються тим, що в реальній антені частина падаючої на неї потужності перевипромінюється й розсіюється, тобто корисно використовується не вся перехоплена в поля потужність, а тільки її частина, хоча й більша. Умовна ідеальна площадка не має втрат, тому її площа може бути менше для створення такої ж потужності на вході приймача. Формула (1.30) є одною з найважливіших у теорії антен. Вона зв'язує ефективну площу антени з її КСД і придатна для будь-якої антени.

3.6. Коефіцієнт використання площі антени

Коефіцієнт використання площі антени (КВП) є показником ефективності використання площі реальної антени, чисельно визначається відношенням

(1.31)

і змінюється в межах .

Зі співвідношень (1.29) і (1.31) можна одержати практичні формули для розрахунку коефіцієнта підсилення й КСД:

(1.32) (1.33)

Добуток КВП на ККД називається коефіцієнтом ефективності антени:

(1.34)

Коефіцієнт поляризаційної ефективності. Потужність, виділювана в навантаженні прийомної антени, залежить також від узгодження поляризаційних параметрів прийнятої хвилі й прийомної антени.

Для оцінки ефективності прийому сигналів різної поляризації вводиться коефіцієнт поляризаційної ефективності К_ПЕ. Він дорівнює відношенню потужності, яка виділється в навантаженні прийомної антени, до потужності, яка виділялася б у навантаженні за умови повного узгодження поляризаційних параметрів джерела й прийомної антени.

Повне узгодження поляризаційних параметрів забезпечується, коли де індекси 1 і 2 відповідають прийомній антені й джерелу випромінювання відповідно.

Коефіцієнт поляризаційної ефективності визначається виразом:

(1.35)

К_ПЕ змінюється в межах від 0 до 1. Управляючи поляризацією антени, можна одержувати максимум корисного сигналу й (або) мінімум завади.

Шумова температура прийомної антени. В антені й хвилеводному тракті виникають внутрішні шуми, викликані тепловим рухом електронів. До них додаються зовнішні шуми, прийняті антеною із простору. Вони обумовлені грозовими розрядами, індустріальними завадами, радіовипромінюванням сонця, а також тепловим радіовипромінюванням земної поверхні й атмосфери.

Сумарну потужність шумів антено-хвилеводного тракту в смузі пропускання приймача F можна оцінити по формулі:

(1.36)

де - стала Больцмана, Та - еквівалентна шумова температура антени по абсолютній шкалі.

Оскільки шум антено-хвилеводного тракту містить у собі внутрішні й зовнішні складові, тому еквівалентну шумову температуру Та також можна подати у вигляді суми:

(1.37)

де Т_АВ - шумова температура, пов'язана із внутрішніми шумами; Т_АИ - шумова температура антени, обумовлена зовнішніми джерелами.

Шумова температура Т_АВ виявляється досить просто пов'язана із ККД антено-хвилеводного тракту η_АВ:

(1.38)

де - стандартна температура навколишнього середовища.

Відповідно до виразу (1.38), збільшення ККД антено-хвилеводного тракту знижує шумову температуру Тав. При цьому

Шумова температура Т_АИ залежить від просторового розподілу джерел зовнішніх завад і спрямованих властивостей антени. У метровому діапазоні хвиль антени мають широку ДС, і в результаті При цьому

У сантиметровому й дециметровому діапазонах у силу гостроспрямованості антен У цих діапазонах необхідно максимізувати ККД. При , згідно (1.38), маємо що одної величини з Таи.