Az átviteli antennák elektromos jellemzői - stadopedia
Yakisny jellemzői az átviteli antennák
Vegyünk néhány olyan jellemzőt, amely meghatározza az átviteli antennák minőségét. Először is forduljunk az elektromágneses paraméterekhez, amelyek jellemzik az átviteli antennákat a nagyfrekvenciájú áram energiájának az elektromágneses hullámok energiájának átalakításának hatékonyságára vonatkozóan.
1. Sugárzási teljesítmény - az antennát a szabad térben kibocsátott elektromágneses hullámok ereje.
Ez az aktív teljesítmény, mivel az az antennát körülvevő térben eloszlik. Következésképpen a sugárzási teljesítmény az aktív ellenállásban kifejezve, a sugárzási ellenállásnak nevezhető, az alábbiak szerint:
ahol Ie az antenna aktuális értéke.
A sugárzási ellenállás, amely aktív, nem okozza az elektromos energia termikus energiává alakítását. Ez jellemzi az antenna azon képességét, hogy elektromágneses energiát bocsát ki - adott antennán gerjesztett árammal. Mennyiségi értelemben a sugárzási ellenállást úgy definiálják, mint az aktív ellenállást, amelyen a teljesítmény számszerűen egyenlő a sugárzott teljesítménygel, ha az áramerősség ebben az ellenállásban megegyezik az antenna áramával.
Ebből a meghatározásból az következik, hogy a sugárzás ellenállás több jellemzi a minőségi antenna, mint a hatalom által kibocsátott, hiszen ez utóbbi nem csak attól függ a tulajdonságait az antenna, hanem a generált áram ott.
2. A veszteség hányadosa - a távadó által haszontalan energia elvesztése az antennavezetékeken, a földön és az antenna közelében elhelyezkedő tárgyak áramlása során.
Ez a teljesítmény is aktív, és aktív ellenállással fejezhető ki, amit veszteségi ellenállásnak neveznek:
A veszteségi ellenállás jellemzi azt az energiamennyiséget, amely elveszett az energiaátalakítás folyamatában az antennában, amikor a benne lévő áramnak teljesen meghatározott értéke van.
3. Tápellátás az antennábanPa - az adó által szolgáltatott energia. Ez a teljesítmény képviselhető a sugárzott teljesítmény és a veszteségek erejének összegeként, azaz
Az antenna teljesítménye megfelel az aktív ellenállásnak
Ellenállás Ra. R # 931; Rn az antenna fő paraméterei.
Meg kell jegyezni, hogy mivel az antennák különböző részein lévő áram nem azonos, ezeknek a paramétereknek az értékei attól függnek, hogy melyik antennaszakaszra vannak hozzárendelve. Általában az ellenállás Ra. R # 931; Rn az antennaáram maximális amplitúdójára vagy az antenna bázisáramára (a generátor kapcsaira) vonatkozik.
4. Az antenna hatékonysága - a sugárzott teljesítmény aránya az antennához táplált teljesítményhez viszonyítva:
Ebből a képletből nyilvánvaló, hogy az antenna hatékonyságának növelése érdekében növelni kell a sugárzás ellenállását és csökkenteni kell a veszteségi ellenállást.
5. Az antenna bemeneti impedanciája az ellenállás az antenna bemeneti kapcsain.
Általában az antenna, mint bármelyik oszcilláló áramkör, összetett terhelés a generátor számára, azaz bemeneti ellenállása reaktív XBx és aktív Rxx komponensekkel rendelkezik. Az antenna hatékonyságának növelése érdekében a generátor oszcillációs frekvenciájával rezonál. A rezonancia XBx = 0. és ezért az antenna a generátor számára egy tisztán aktív terhelést jelent.
6. Antenna irányíthatóság - az antenna azon képessége, hogy meghatározott irányokban elektromágneses hullámokat bocsát ki.
Az antennának ezt a tulajdonságát az antenna által sugárzott teljesítmény áramlási sűrűsége jellemzi, vagyis az elektromágneses hullámok teljesítménye egy olyan területen halad át, amely merőleges a hullámterjedés irányára. Különböző irányokban az irányított antennák teljesítményáramának sűrűsége eltérő.
Az antenna irányított tulajdonságait az irányított mintázat és számos numerikus paraméter, például az irányított mintázat szélessége, az irányíthatósági tényezők és az antenna nyeresége alapján ítélik meg.
Meg fogjuk ismerni az antenna irányíthatóságának e jellemzőit.
Az antenna mintáját diagramnak nevezzük, amely grafikusan ábrázolja a sugárzott teljesítmény fluxus-sűrűségét különböző irányokban. Nyilvánvaló, hogy a sugárzási mintázat eltávolításakor az áramlási sűrűséget az antennától azonos távolságra kell mérni.
iránykarakterisztika beépített poláris vagy derékszögű koordináta-rendszer (ábra. 7). A poláris diagramok koordináták a következők szerint végezzük: egy szöget, hogy az eredeti irányban (. 9, például 0, 15, 30, 45 °) feküdt egy rádiuszvektorhoz arányos a kisugárzott teljesítmény fluxussűrűség hossza az irányt a sugár, akkor a végei ezen A sugárvektorokat sima vonal köti össze.
Egy négyszögletes koordinátarendszerben az abszcissza tengely mentén egy szög van rajzolva, amely a megfelelő síkban lévő irányt jellemzi, és a sugárzott teljesítményt az ordinátán. A poláris koordináták irányított mintái nagyon világosak, mivel lehetővé teszik, hogy elképzelhető legyen, hogy a tér intenzitása térben változik. A téglalap alakú koordináta-rendszer irányított mintái mindegyik tengelyen bármilyen méretarányúak lehetnek, így nagyon világosak, még az elektromágneses mező alacsony intenzitású tartományában is.
Az antenna minta gyakran többszeles (8. ábra). Az ilyen antennákra vonatkozó egyik követelmény az oldalirányú lebenyek korlátozó gyengülése az irányított mintában. Ha ez a követelmény nem teljesül, akkor a sugárzott teljesítmény egy része szétszórva haszontalan az oldalirányban.
Az antenna irányított tulajdonságaira való tekintettel általában nem érdekli a sugárzott teljesítmény áramlási sűrűségének abszolút értéke, hanem a különböző irányú eloszlás jellegében. Ezért a gyakorlatban a normalizált sugárzási mintákat széles körben használják. amelyben a P # 931 sugárzási teljesítményt jellemző mennyiségek; . a P # 931 maximális teljesítményére vonatkoztatva, max. azaz a P # 931 reláció; / P # 931, max. (lásd a 8b. ábrát).
Az irányított mintázat használatát nagymértékben egyszerűsíti a sugárzási szintek mérésének logaritmikus skálája. Ezen a skálán a mértékegységek Nepper és decibel. A nepper (nep) egy egység, amely a homogén mennyiségek arányának természetes logaritmusát fejezi ki. és a decibel (dB) egyenlő a fehér (b) tizedik törtrészével, amely a teljesítményarány decimális logaritmusának egysége:
Mivel a teljesítmény a feszültség, az áram vagy a térerősség négyzetével arányos, a relatív térerősség mérésekor
Figyelembe véve, hogy bármely szám természetes logaritmusa 2,3-szer nagyobb, mint az azonos szám tizedes logaritmusa,
A táblázatban. Az 1. ábra mutatja a dB-ben kifejezett N szint és a P # 931, max / P # 931 teljesítmény arány közötti kapcsolatot; és a térerősség Emax ./E.
A 3. ábrán látható direktivitási diagram szerint. A 9. ábrán látható, az első oldalsó lebeny 30 dB-rel alacsonyabb, mint a fő lebeny. Ez azt jelenti, hogy az első oldalsó lebeny maximális értékének irányában a térerő 31,6-szeres, és a sugárzott teljesítmény fluxus-sűrűsége 1000-szer kisebb, mint a fő lebeny irányában.
Az antenna iránymutatási mintázatának szélességét úgy határozzák meg, mint a szög, amelyen belül a sugárzott teljesítményáram erőssége legfeljebb 2-szer (3 dB) kisebb, mint a maximális érték. Például a 2. ábrán látható sugárzási minta szélessége. 7, 2 # 920; '= 120 °. és az 1. ábrán. 9 2 # 966; '= 2,5 °.
Néha az antenna sugárzási szélességét más szinten olvasják, például nulla vagy 0,1-es értéket a maximumtól.
Az elektromos vagy mágneses tér intenzitásából nyert irányított mintákat nagyon széles körben használják. Mivel az elektromágneses hullám teljesítménye, amint az alábbiakban látható, arányos a térerősség négyzetével, az irányított mintázat szélességét meghatározó szög az intenzitással szemben megegyezik a térerősséggel a maximális sugárzás irányában.
Együttható irányított Dnazyvaetsya aránya teljesítmény fluxussűrűség által sugárzott ez az antenna egy adott irányba, hogy a hálózati fluxus lenne kibocsátott teljesen körsugárzó antenna bármely irányba a feltétellel egyenlőség a teljes kisugárzott teljesítmény mindkét antenna. A legnagyobb érdeklődés a D sugárzási együttható a maximális antennák sugárzásának irányában, azaz
Ezt az együtthatót először az AA Pistolkors vezette be 1929-ben.
A G antennaerősítés hatékonysága révén az antenna D irányitási tényezőjének eredménye
Ez az arány sokkal teljesebb jellemzését az antenna, hogy figyelembe veszi, egyrészt, a koncentrációt az energia egy bizonyos irányba keresztül irányított antenna tulajdonságait, és a másik, - redukáló veszteség miatt a sugárzás az antenna.
A nyereség az antenna irányának mértéke. Ez a paraméter a meghatározott irányba sugárzott jel erősségének aránya, az ideális, nem irányított (izotróp) antenna által sugárzott jelerősség aránya bármely irányban. Ha például az antenna gyarapodása 3 dB, ez azt jelenti, hogy a jel erősebb, mint az izotróp antennajel ebben az irányban 3 dB (2-szer). A jelerősség növekedése egy irányba csak más szaporítási irányok miatt lehetséges. Más szavakkal, a jelerő növelése egy irányba következtében csökken a teljesítmény más irányban. Meg kell jegyezni, hogy az erősítő tényező a jel irányát jellemzi, és nem a kimeneti teljesítmény növekedését a bemenethez képest (ahogy a név is látszik), ezért ezt a paramétert gyakran az irányszáma együtthatónak nevezik.
Az antenna tényleges területe az előző paraméterhez kapcsolódik, és függ az antenna méretétől és alakjától is. Az antenna irányíthatósági tényezője és az effektív területe közötti arány a következő formában írható:
D az antenna irányíthatósági tényezője;
Ae a hatékony terület;
f - vivőfrekvencia;
c a fénysebesség (
# 955, - a hordozó hullámhossza.