Параметры антенн

На радиорелейных линиях, ТРЛ и спутниковых линиях связи применяют приемопередающие направленные антенны. Поле излучения антенны формируется в пространстве на некотором расстоянии от антенны, в так называемой дальней зоне. В этой зоне амплитуды векторов электрического Е и магнитного полей Н убывают пропорционально расстоянию от антенны.

Коэффициент направленного действия (КНД) антенны равен отношению квадрата напряженности поля, создаваемого антенной в данном направлении, к среднему квадрату напряженности поля по всем направлениям. Обычно антенну характеризуют значением КНД в главном направлении D. Если приводят значения КНД в других направлениях, то их записывают вместе с указанием угла q, т.е. в виде D(q). Угол q отсчитывают относительно главного направления. Нормированный КНД

Квадрат напряженности поля антенны пропорционален мощности излучения, следовательно, F(q) характеризует угловое распределение этой мощности.

Диаграмма направленности (ДН) антенны – это графическое представление F(q) в заданной плоскости [1]. Для антенн измеряют ДН в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, одна из которых совпадает с плоскостью вектора Е поля излучения, а другая – с плоскостью вектора Н. Такая пара ДН дает полное пространственное представление о направленных свойствах антенны. Лепесток ДН, соответствующий q=0, называют главным, лепесток в направлении q=180° – задним, остальные – боковыми. Приближенно ДН оценивают шириной главного лепестка по половинной мощности 2q_{0, 5} (уровень минус 3дБ) и шириной по минимуму поля 2q₀.

Коэффициент полезного действия антенны h_А равен отношению мощности излучения к мощности радиочастотного сигнала, подводимого к антенне. Для антенн СВЧ диапазона h_А»1.

Коэффициент усиления антенны G показывает, во сколько раз придется увеличить подводимую мощность, если данную направленную передающую антенну заменить ненаправленной, при условии, что напряженность поля в точке приема не изменится. Коэффициент усиления характеризует способность передающей антенны сконцентрировать основную часть излучаемой мощности в главном направлении, которая получила название эквивалентной изотропно-излучаемой мощности (ЭИИМ)

Принято указывать коэффициент усиления в децибелах, т.е. g=10lgG. Коэффициент усиления антенны в любом направлении, отличном от главного, приводят вместе с указанием угла ДН, т.е. в виде g(q).

Эффективная площадь приемной антенны S _э равна отношению максимальной мощности, которая может быть отдана приемной антенной в согласованную нагрузку, Р_А к плотности потока мощности сигнала у антенны w, т.е. S_э=Р_А/w. Эффективная площадь характеризует способность антенны принять основную часть приходящей мощности, в то время как коэффициент усиления характеризует аналогичное качество передающей антенны. Эти величины связаны между собой соотношением

, (8.1)

Защитное действие антенны k_з характеризует ее способность ослаблять помеху с частотой сигнала, приходящую с направлений под углами q=90…270°, т.е. с заднего полупространства.

Диапазон антенны – это диапазон частот, в котором параметры антенны остаются в заданных пределах. Для антенн магистральных РРЛ он должен составлять 400…500 МГц, поскольку на одну антенну часто работают все четные (нечетные) стволы системы. В некоторых случаях антенны могут работать в смежных диапазонах частот, например 4 и 6 ГГц.