Az átviteli antennák elektromos jellemzői

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 hatalom, mivel az az antennát körülvevő térben elszivárog. 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 az elektromágneses energiát sugározza - adott antennán gerjesztett árammal. Mennyiségi értelemben a sugárzási ellenállást úgy definiálják, mint az aktív ellenállást, amelyen a sugárzott teljesítményt számszerűen egyenértékű erő kiosztásra kerül, ha az adott ellenállásban lévő áram egyenlő az antennán levő árammal.

Ebből a definícióból következik, hogy a sugárzás ellenállása nagyobb mértékben jellemzi az antenna minőségét, mint az általa sugárzott teljesítmény, mivel ez utóbbi nemcsak az antenna tulajdonságaitól, hanem a benne lévő áramtól is függ.

2. A veszteség hányadosa - a távadó által haszontalan energia elvesztése az antennavezetékeken, a földön és az antenna közelében elhelyezkedő tárgyak áramlásánál.

Ez a teljesítmény is aktív, és aktív ellenállással kell kifejezni, amit veszteség ellenállásnak neveznek:

A veszteségi ellenállás jellemzi azt az energiamennyiséget, amely elveszett az energia átalakításának folyamatában az antennában, amikor a benne lévő áram igen határozott értékű.

3. Tápellátás az antennábanPa - az adó által szolgáltatott energia. Ez a teljesítmény a sugárzott teljesítmény és teljesítményveszteség összegeként jelenhet meg, ᴛ.ᴇ.

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 antennaszakaszhoz rendelik őket. 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 rendkívül fontos a sugárzási ellenállás növelése és a veszteségi ellenállás csökkentése.

5. Az antenna bemeneti impedanciája az ellenállás az antenna bemeneti kapcsain.

Általában az antenna, mint bármelyik oszcilláló áramkör, összetett terhelés a generátor számára, ᴛ.ᴇ. 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. Az antenna iránya - az antenna azon képessége, hogy meghatározott irányokban elektromágneses hullámokat bocsát ki.

Ez a tulajdonság jellemzi antenna fluxussűrűség kisugárzott antenna elektromos t. E. A kapacitás elektromágneses hullámok áthaladó egységnyi területen, merőlegesen helyezkedik terjedés irányába esik. Különböző irányokban az irányított antennák teljesítményáramának sűrűsége eltérő.

Az antenna irányított tulajdonságait a direktívitás mintájának alakja és számos numerikus paraméter határozza meg, például az irányított mintázat szélességét, az irányíthatósági tényezőket és az antenna-nyereséget.

Meg fogjuk ismerni az antenna irányíthatóságának e jellemzőit.

Az antenna irányíthatóságának diagramját diagramnak nevezik, 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.

Az irányított mintákat egy poláris vagy négyszögletes koordináta-rendszerben ábrázoljuk (7. ábra). A poláris diagramok koordináták a következők szerint végezzük: egy szöget, hogy az eredeti irányban (. Például 9 = 0, 15, 30, 45 °) feküdt egy sugár vektor hosszúsága arányos a kisugárzott teljesítmény fluxussűrűség az irányt a sugár, majd végeit Ezek a sugárvektorok sima vonalhoz kapcsolódnak.

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 normalizált sugárzási mintákat széles körben használják a gyakorlatban. amelyben a P # 931 sugárzási teljesítményt jellemző mennyiségek; . a P # 931 maximális teljesítményére vonatkoztatva, max. ᴛ.ᴇ. 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.

Az 1. ábrán bemutatott irányitási diagram szerint. A 9. ábrán látható, az első oldalsó lebeny 30 dB-rel alacsonyabb, mint a fő lebeny. Ez azt jelenti, hogy az irányt az első oldali lebeny legnagyobb térerőt 31,6-szer, és a kibocsátott energia sűrűsége 1000-szer kisebb, mint az irányt a fő hurok.

Az antennák irányított mintázatának szélességét általában olyan szögnek nevezik, amelyen belül a sugárzott teljesítmény teljesítményfrekvenciája legfeljebb kétszeresére (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 mérik, például 0-ra vagy 0,1-es szintre a maximumtól.

Az elektromos vagy mágneses tér intenzitásából nyert irányított mintákat nagyon széles körben használják. Mivel a teljesítmény az elektromágneses hullám, az ábrán látható módon, arányos a tér a térerősség, a szög, amely meghatározza a szélességét sugárzás intenzitását minta felel meg a térerősség irányába maximális sugárzás.

Együttható irányított Dprinyato hívást teljesítményének aránya fluxussűrűség által sugárzott ez az antenna a határozzuk ?? Hinnom irányba, hogy a teljesítmény fluxussűrűség 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 irányíthatósági tényezőjének terméke

Ez az együttható az antennának teljesebb jellemzését teszi lehetővé, egyrészt figyelembe veszi egyrészt az antenna irányított tulajdonságainak köszönhetően az energia koncentrációját egy bizonyos irányban, másrészt az antenna teljesítményveszteségének következtében fellépő sugárzás csökkentését.

A nyereség az antenna irányának mértéke. Ez a paraméter definíció szerint az arány a jel kisugárzott egy meghatározott irányban ?? Hinnom jel által kisugárzott ideális nem irányított (izotróp) minden irányban az antenna. Ha, például az antenna nyereség 3 dB, ez azt jelenti, hogy a jel erősebb, mint a izotrop antennajel ebben az irányban 3 dB-lel (2-szer). A jelerősség növekedése egyirányban csak a szaporítás egyéb irányai miatt lehetséges. Más szavakkal, a jelerő növelése egy irányba következtében csökken a teljesítmény más irányban. Meg kell jegyezni, hogy az erősítés irányítottság jellegzetes jelet, hanem növeli a kimeneti teljesítmény tekintetében a bemeneti (mint amilyennek látszik a neve), ezért ez a paraméter gyakran nevezik irányítottság.

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.