Характеристики и параметры антенн. Направленные и ненаправленные антенны.

Антенна – устройство для излучения и приема радиоволн.

Основные характеристики и параметры антенн:

Излучаемая мощность (Р_и) – мощность эл.маг. волн, излуч. антенной в свобод. пространство. Это активная мощность, т.к. она рассеивается в пространстве, окружающем антенну. След-но, излуч. мощность можно выраз. ч/з активное сопротивление (сопротивление излучения R_и): R_и= Р_и / I_а², где I_a – эффективный ток на входе антенны. Сопротивление излучения характеризует способ. антенны к излуч. эл.маг. энергии и качество антенны в большей степени, чем излуч. ею мощность, поскольку последняя зависит не только от св-тв антенны, но и от создаваемого в ней тока.

Мощность потерь (Р_п) – мощность, бесполезно теряемая ПРД во время прохожд. тока по проводам антенны, в земле и предметах, расположенных вблизи антенны. Эта мощность также явл. активной и мож. быть выраж. ч/з активное сопротивление (сопротивление потерь R_п): R_п= Р_п / I_а².

Мощность в антенне (Р_а) – мощность, подводимая к антенне от ПРД. Эту мощность можно представить в виде ∑ излучаемой мощности и мощности потерь: Р_а = Р_и + Р_п.

КПД антенны (n) – отношение излучаемой мощности к мощности, подводимой к антенне: n = Р_и / Р_а = R_и / (R_и +R_п).

Входное сопротивление антенны – сопротивление на входных зажимах антенны. Оно имеет реактивную и активную составляющие. При настройке в резонанс антенна представляет для генератора чисто активную нагрузку и используется наиболее эффективно.

Коэффициентом направленного действия (D)– назыв. отнош. плотности потока мощности, излучаемой данной антенной в определенном направлении, к плотности потока мощности, кот. излучалась бы абсолютно ненаправленной антенной в любом направлении при усл. равенства общей излучаемой мощности в обеих антеннах. Наиболь. интерес представл. коэффиц. направлен. дейст. в направлении max-го излучения: D = Р_иmах/Р_иср.

Коэффициентом усиления антенны (G_a) – назыв. произведение коэффиц. направлен. дейст. антенны на ее КПД: G_a = D_n. Этот коэффиц. дает полную характер-ку антенны: он учитывает концентрацию энергии в определен. направлении благодаря направлен. св-вам антенны, и – уменьшение излучения вследствие потерь мощности в антенне. Преимущественное излучение антенн в заданном направлении эквивалентно увеличению мощности ПРД. След-но, направленность передающей антенны весьма желательна. Исключ. составляют антенны радиостанций, предназначенных для обслуж. определен. района, в центре кот. наход. станция. Такие антенны не должны обладать направленностью в горизонтальной плоскости.

Действующая высота антенны (h_д). Кол-во энергии, излучаемой каждым элементом антенны, пропорционально проходящему по нему току.

Т.к. распределение тока в антенне неравномерно, то излучение различными элементами неодинаково: оно наиболее интенсивно в пучности тока и равно нулю в узле тока. Если площадь, охватываемую кривой распределения тока и проводом антенны, заменить равным по площади прямоугольником, то кол-во излучаемой энергии не изменится. Полагая основание прямоугольника равным по величине амплитуде тока в основании антенны (I_М0), получаем высоту прямоугольника, называемую действующей высотой антенны (h_д). Особенно важно понятие действующей высоты для приемных антенн, у которых оно определяет величину наводимой в них ЭДС.

Направленность антенны – способ. излуч. эл.маг. волны в определен. направлениях. Об этом св-ве антенны судят по диаграмме направленности, кот. графически показ. зависим. напряженности поля или излучаемой мощности от направления. Обычно пользуются нормированными диаграммами направленности, где величины, характер-щие напряженность поля или мощность излучения, выражены не в абсолютных значениях, а отнесены к max значению. В целях упрощ. использ. не пространст. диаграмму направленности, а ограничиваются диаграммами направленности в двух плоскостях: горизонтальной и вертикальной. Шириной диаграммы направленности назыв. ے, в пределах кот. мощность излучения уменьш. не более чем в 2 раза по сравнению с мощностью в направлении max-го излучения. По форме диаграммы направлен. антенны подразд. на узконаправлен. и широконаправлен. Узконаправ. антенны имеют 1 выраженный max-ум, кот. назыв. основным лепестком и побочные max-мы, имеющие отрицат. влияние, высоту кот. стремятся уменьшить. Узконаправ. антенны примен. для концентрации мощности радиоизлучения в 1 направлении для увелич. дальности действия радиоаппаратуры и для повыш. точности угловых измерений в радиолокации. Широконаправ. антенны имеют хотя бы в 1-ой плоскости диаграмму направленности, кот. стремятся приблизить к кругу. Они примен. в РВ. Часто лепестки диаграммы направлен. назыв. лучами антенны. Требования к направленности колеблются в широких пределах от близких к направленным (с-мы РВ и эфирного TV) до резко выраженной направленности в определен. направлении (дальняя космич. РС, радиолокация, радиоастрономия и т. д.). Направленность позвол. без увелич. мощности ПРД увеличить мощность поля, излучаемого в данном направлении, а также позвол. уменьшать помехи соседним радиотехнич. с-мам, т.е. способствует решению проблемы эл.маг. совместим.. Направленность можно получить только когда размеры антенны существенно превыш. длину волны колебаний. Наличие направленных св-тв у прием. антенн позвол. увелич. мощность выделяемую током в нагрузке и ослабл. приём различ. рода помех, т.е. повышает качество приёма. Диаграмма направленности антенн облад. св-вом взаимности, т.е. аналогично раб. на передачу и прием.

⇐ Предыдущая 2 3 4 5 678 9 10 11 Следующая ⇒