Студопедия — Основные параметры и характеристики антенн
Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Основные параметры и характеристики антенн






Передающей антенной называется устройство, излучающее электромагнитную энергию в заданных направлениях.

Приемная антенна это устройство, принимающее электромагнитную энергию с заданных направлений.

Антенны обладают свойством обратимости и, принципиально, любая антенна может работать как в режиме приема, так и в режиме передачи.

Направленные свойства передающей и приемной антенн определяются их диаграммой направленности (ДН), представляющей зависимость напряженности поля, создаваемого антенной на достаточно большом расстоянии r от углов наблюдения в пространстве ∆ и φ, где ∆ - угол в вертикальной плоскости, φ - угол в горизонтальной плоскости.

Пространственная диаграмма направленности является поверхностью объема и может иметь несколько максимумов.

 

 

а) плоская в полярной системе координат,

б) плоская в декартовой системе координат

 

Рисунок 2.1 - Диаграмма направленности антенны

 

ДН антенн, излучающих линейно поляризованные волны, рассматривают в двух взаимно перпендикулярных плоскостях: в плоскости электрического вектора и в плоскости магнитного вектора , проходящих через максимум главного лепестка и точку расположения антенны.

ДН строят также нормированными с главным максимумом, приведенным к единице:

или (2.1)

ДН по мощности является квадратом диаграммы направленности по напряженности поля.

ДН антенны характеризуется шириной главного лепестка по половинной мощности (уровень 3 дБ), что соответствует уровню 0,707 по напряженности поля.

ДН оценивают также по интенсивности боковых и обратного лепестков.

Коэффициентом защитного действия (Кзащ) антенны называется отношение напряженности поля, созданного антенной в главном направлении , к напряженности поля в направлении противоположном главному .

в относительных единицах. (2.2)

(2.3)

Коэффициентом направленного действия (КНД) (D) в данном направлении называют отношение квадрата напряженности поля, созданного антенной в данном (обычно главном) направлении к среднему (по всем направлениям) значению квадрата напряженности поля

(2.4)

КНД можно также рассматривать как отношение плотности потока мощности излучаемой данной антенной в главном направлении:

(2.5)

к плотности потока, созданного ненаправленной антенной

(2.6)

при равных мощностях излучения

(2.7)

Выражая мощность излучения через ток и сопротивление, получим:

(2.8)

здесь напряженность поля, созданная на расстоянии r рассматриваемой антенной в главном направлении.

Из формулы (2.8) следует, что

(2.9)

т.е. численное значение КНД показывает, во сколько раз нужно уменьшить мощность излучения, если ненаправленную антенну заменить направленной, при сохранении одинаковых напряженностей поля в главном направлении.

КНД не учитывает потери в антенне.

Параметром, характеризующим направленные свойства и учитывающим потери в антенне, является коэффициент усиления.

Коэффициентом усиления антенны (G) называется отношение плотности потока мощности или квадрата напряженности поля , созданного антенной в направлении максимального излучения, к потоку мощности или квадрату напряженности поля , созданному эталонной антенной, при равенстве подводимых к антеннам мощностей

(2.10)

Приемные антенны часто характеризуются их эффективной или действующей площадью. Приемная антенна, находясь в электромагнитном поле, поглощает часть его энергии и передает в приемник, который является для антенны нагрузкой.

Эквивалентная площадь, с которой антенна полностью поглощает энергию волны, пришедшую с главного направления, и отдает в согласованную нагрузку, называется действующей или эффективной площадью антенны.

(2.11)

Антенны можно сравнивать по их действующей длине.

Действующей длиной передающей антенны называют длину излучателя с равномерным распределением тока, как у элементарного электрического вибратора, который в главном направлении создает такую же напряженность поля, как и реальная антенна при одинаковых токах.

Действующей длиной приемной антенны называют коэффициент пропорциональности между максимальной ЭДС, наведенной в антенне ЭА, и напряженностью поля в точке приема Е:

(2.12)

Сопротивлением излучения антенны () называют коэффициент пропорциональности, связывающей мощность излучения с квадратом действующего значения тока в антенне:

(2.13)

Величина тока вдоль реальных антенн изменяется, поэтому сопротивление излучения относят либо к току на входе антенны, либо к току в пучности. Сопротивление излучения характеризует степень связи антенны с пространством, окружающем антенну. Такая связь так же необходима, как связь между генератором и его нагрузкой - генератор отдает свою мощность в нагрузку. Антенна излучает подводимую к ней мощность в окружающее пространство.

Коэффициентом полезного действия антенны называют отношение излучаемой мощности к подводимой мощности :

или (2.14)

Волновое сопротивление антенны ,как и в теории длинных линий, определяется как отношение напряжения к току бегущей (падающей) волны:

(2.15)

Входным сопротивлением антенны называют отношение напряжения на входе антенны к току входа антенны :

(2.16)

Излучаемый антенной сигнал для передачи информации представляет модулированное высокочастотное колебание, которое содержит спектр частот. Входное сопротивление антенны меняется с частотой, поэтому антенна так же, как и контур с сосредоточенными параметрами, характеризуется полосой пропускания.

Полосой пропускания называют область частот, на границах которой сигнал ослабляется на 3 дБ относительно максимального значения, при постоянной возбуждающей ЭДС. Ослабление на 3 дБ соответствует уменьшению тока или напряжения в 0,707 раз от максимального.

Если передающая или приемная антенны являются диапазонными, т.е. предназначены для излучения или приема целого диапазона волн, то рабочим диапазоном волн называют диапазон, в котором основные параметры антенны - коэффициент направленного действия, коэффициент полезного действия и входное сопротивление антенны сохраняются в заданных пределах.







Дата добавления: 2015-04-19; просмотров: 1810. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!



Картограммы и картодиаграммы Картограммы и картодиаграммы применяются для изображения географической характеристики изучаемых явлений...

Практические расчеты на срез и смятие При изучении темы обратите внимание на основные расчетные предпосылки и условности расчета...

Функция спроса населения на данный товар Функция спроса населения на данный товар: Qd=7-Р. Функция предложения: Qs= -5+2Р,где...

Аальтернативная стоимость. Кривая производственных возможностей В экономике Буридании есть 100 ед. труда с производительностью 4 м ткани или 2 кг мяса...

Виды нарушений опорно-двигательного аппарата у детей В общеупотребительном значении нарушение опорно-двигательного аппарата (ОДА) идентифицируется с нарушениями двигательных функций и определенными органическими поражениями (дефектами)...

Особенности массовой коммуникации Развитие средств связи и информации привело к возникновению явления массовой коммуникации...

Тема: Изучение приспособленности организмов к среде обитания Цель:выяснить механизм образования приспособлений к среде обитания и их относительный характер, сделать вывод о том, что приспособленность – результат действия естественного отбора...

Методика обучения письму и письменной речи на иностранном языке в средней школе. Различают письмо и письменную речь. Письмо – объект овладения графической и орфографической системами иностранного языка для фиксации языкового и речевого материала...

Классификация холодных блюд и закусок. Урок №2 Тема: Холодные блюда и закуски. Значение холодных блюд и закусок. Классификация холодных блюд и закусок. Кулинарная обработка продуктов...

ТЕРМОДИНАМИКА БИОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМ. 1. Особенности термодинамического метода изучения биологических систем. Основные понятия термодинамики. Термодинамикой называется раздел физики...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2024 год . (0.012 сек.) русская версия | украинская версия