A sugárzó antenna, mind a generátor terhelése, az energia paramétereit - tanulmány
A sugárzó antenna, mind a generátor terhelése, az energia paramétereit
Mivel antennák képesek átalakítani az energia irányított elektromágneses hullámok (EW) a rádiófrekvenciás energia (vagy fordítva), van számos mutató, amely eleve nekik az energia paramétereit. Ezek közé tartoznak a következők:
# 63; sugárzási teljesítmény;
# 63; hatékonyság (hatásfok) s;
# 63; antenna bemeneti impedancia Z;
# 63; üzemi hossz l;
# 63; a hatékony felülete a nyílás (EPR) A;
# 63; terület felhasználási arány (CII) q.
Az adás üzemmódban (sugárzás), az antenna terhelés generátor nagyfrekvenciás áramok. A terhelés, ez jellemzi az aktív, reaktív és maximális teljesítmény, és a bemeneti impedancia. antenna kell illeszteni a tápvonal és belső ellenállása a generátor, így a legnagyobb hatalom kibocsátás. A helyettesítő áramkör a adóantenna van az 1. ábrán látható.
1. ábra - rendszer az adóantenna, ahol R Haktivnaya és reaktív komponensek a bemeneti impedancia, rendre
A bemeneti impedanciája az antenna - egy komplex érték arány egyenlő a amplitúdó (vagy az aktuális érték) a feszültség és az áram a antenna port:
ahol RA - az ellenállás;
HA - reaktancia.
A bemeneti impedanciája az antenna, mint a paraméter tárgya antennák csak a lineáris típusú, amelyben az integrált feszültség és áram a antenna port fizikailag meghatározott és közvetlenül meg lehet mérni. Az antenna jellege rekesz koncepció a bemeneti ellenállása elfogadhatatlan, mivel azok nem léteznek bemeneti csatlakozók.
Az általános esetben a bemeneti impedanciája az antenna befolyásolja a frekvencia generátor, vezetékek és egyéb idegen testek közelében található az antenna. Ezért a gyakorlatban, meg a bemeneti impedanciája az antenna előre meghatározott frekvencián műszerekkel speciális laboratóriumokban nevű visszhangmentes kamrák.
Szállítva az antennához a generátor által fogyasztott teljesítmény sugárzási veszteség az antenna és a környező szervek és a környezet, valamint a létrehozását reakcióképes mezők a közeli területen, azonban R jellemzi a teljesítmény egy antenna sugárzási energia és hő veszteséget az antenna és a környező szervek és a környezet:
ahol R - sugárzás elleni ellenállását;
A sugárzás elleni ellenállását - egy képzeletbeli ellenállás, amely kijelölt teljesítmény egyenlő a teljesítmény antenna sugárzási
ahol IA - áram amplitúdója a bemeneti kapcsai az antenna.
azzal jellemezve, sugárzást kibocsátó ellenállás tulajdonságok adóantennához.
A mennyiség jellemzi a meddő teljesítmény a közeli mezője nincs kibocsátott.
Mivel a sugárzás ellenállás és a reaktancia az antenna típusától függ az antenna, a szerkezeti kialakítás, valamint a hullámhossz. veszteség ellenállása függ a vezetőképes tulajdonságait a fém, amelyből az antenna készül, mint egy szigetelő, és az antenna a környezettől és a test.
Teljesítmény antenna sugárzási - az a része, a tápellátása a generátort az antenna, antenna alakítjuk rádióhullámok, és eléri a távoli zónában.
Ez integrálásával kell meghatározni a hálózati fluxus sűrűsége az antenna a zárt felület S, átölelő bizonyos mennyiségű helyet körülvevő antenna:
ahol P = P (u, v) - a hálózati fluxussűrűség (vagy egységnyi átlagos Poynting vektor).
Mivel P (u, v) =. a =, akkor
Ezekben a kifejezésekben (u, v) - a sugárzási karakterisztikát (DV) az antenna kimenet.
Mint egy egyszerű integrációs felület kényelmes, hogy válasszon egy gömb egy r sugarú (2. ábra). terület elem egy gömbfelület (gömb felület szakasza eredményeként két meridionális és két azimutális sík), amint az látható az ábrán, egyenlő
Behelyettesítve a (4) az expresszió (5) és (6) képletű vegyületek előállíthatók:
2. ábra - az integrációs elem felületén
Így meghatározására sugárzási teljesítmény szükséges tudni Nam normalizált erő és a térerősség irányába maximális sugárzási adott távolságra r. Antenna kibocsátási teljesítménye függ az áramfejlesztő generátor illő körülmények között, és képes-e a sugárzó antenna. Ez a képesség függ az antenna típusától kiviteli alak jellemzői, az antenna mérete tekintetében hullámhosszon.
Antenna mint bármely energia átalakító, azzal jellemezve, a fűtési hatásfok (COP).
hatékonyság - az arány kimeneti teljesítmény az egész aktív teljesítmény antenna által vett:
Ez azt jelenti, hogy hatékonyságának növelésére az antenna szükséges a veszteségek csökkentésére, és növeli az ellenállást az antenna sugárzási ellenállása. Hatékonyság a kortárs antennák különböző típusú és tartományok nagyon széles: 25-95%.
A jelenlegi hossza a adóantenna - együttható, amelynek hosszmérete, amely kapcsolódik az amplitúdó a térerősség egy pont a távoli mezőben az irányt maximális sugárzás az adóantenna, maximális kapocsfeszültsége az antenna:
Ez a beállítás a antennák a lineáris típusú és jellemzi az energia hatékonyságot, a nagy energiaátalakítási frekvenciájú áramok a távvezeték energiává az elektromágneses mező (EMF) a kisugárzott hullám. A jelenlegi hossza az adó antenna függ a geometriai hossza és az amplitúdó eloszlás jog jelenlegi szakaszában az egész antenna:
Ebből kifejezést az következik, hogy egy egységes és közös gyakorlat eloszlása az áram az antennát. működési az antenna hossza egybeesik a geometriai; A több egyenetlen, és nem-in-fázisú áram eloszlása mentén az antenna, a kisebb a százalékos aránya a geometriai az antenna hossza működik. Ezért általában eljárva hossza közötti tartományban nullától a geometriai hossza. A fizikai értelmében a jelenlegi adóantenna hosszúságú - ez egy ilyen geometriai hossza egy lineáris antenna egy egységes és azonos fázisú árameloszlás mentén, ahol ez az antenna létrehoz egy pont található a távoli mezőben az irányba maximális sugárzási, azonos térerősség, mint az igazi antenna egyenetlen és nem-fázisú áram elosztó hossza mentén.
Másfelől, a törvény a jelenlegi elosztási mentén az adó antenna függ az antenna típusát és annak szerkezeti teljesítményét.
A hatékony felülete a nyílás a adóantenna (EPR) - az a tényező, amelynek méretű területre, amely összeköti a hálózati fluxus által generált adóantenna, hogy pont a térben található, a távoli mezőben az irányt maximális sugárzás és az aktív felvett teljesítmény az antenna a generátor:
Ez a beállítás az antenna nyílás típusa és jellemző az energiahatékonyság, a magas energia-átalakító frekvenciás áramot a távvezeték a kisugárzott energia hullám. A hatékony felülete az adóantenna függ a geometriai területen, és az amplitúdó eloszlása törvény és a mező fázisában a nyílás az antenna E (x, y):
Ebből következik kifejezést:
# 63; egységes és közös gyakorlat tér eloszlása a nyílás a nyílás az antenna hatásos nyílás területe egybeesik a geometriai terület;
# 63; A több egyenetlen, és nem-in-fázisában tér eloszlása a nyílás, annál kisebb a százalékos apertúra az antenna hatásos geometriai területen. Ezért általában, a tényleges terület tartományok nullától a geometriai területen a nyílás: 0 < Egy mennyiséget arány egyenlő a EPR rackryva antennát a geometriai terület, a területen az úgynevezett kihasználási tényezője (műszerezés): Ez a tényező írja le a hatékonyságát a nyílás területe a nyílás az antenna, amikor az elektromágneses energia és a sugárzás lehetővé teszi nem-in-fázisban gerjesztés és az egyenetlen felület a nyílás.Kapcsolódó cikkek