Основные характеристики антенн ррлс

В системах радиосвязи применяют приемопередающие направленные антенны. Направление максимального излучения называют главным. 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 Н полей 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 θ, т. е. в виде D(θ). Угол θ отсчитывают относительно главного направления. Нормированный КНД:

F(θ) = 10lg[D(θ)/D] (8.1)

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

Диаграмма направленности (ДН) антенны - это графическое представление F(θ) в заданной плоскости (рис.8.1). 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.

При повороте антенны в ту или другую сторону от нулевого направления на диаграмме откладываются величины, соответствующие отношению Е/Е max. Если возвести в квадрат относительные значения ЭДС, соответствующие различным направлениям прихода сигнала, то можно построить диаграмму направленности по мощности.

Лепесток, соответствующий максимальному сигналу или нулевому направлению, называют основным или главным, остальные - боковыми или задними (в зависимости от расположения по отношению к главному лепестку).

Рис. 8.1 - Диаграмма направленности антенны в полярной системе координат

Для удобства сравнения диаграмм направленности разных антенн их обычно нормируют, для чего максимальную величину ЭДС принимают за единицу.

Основным параметром диаграммы направленности является угол раствора (ширина) главного лепестка, в пределах которого ЭДС, наведенная в антенне электромагнитным полем, спадает до уровня 0,707, или мощность, спадающая до уровня 0,5 от максимальной. По ширине главного лепестка судят о направленных свойствах антенны. Чем эта ширина меньше, тем больше направленность антенны.

Форма диаграммы направленности зависит от типа и конструкции антенны.

Коэффициент полезного действия антенны ηA равен отношению мощности излучения к мощности радиочастотного сигнала, подводимого к антенне. Для антенн СВЧ диапазона ηA 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):

и = PпдηпдGпд (8.2)

где Pпд - мощность передатчика;

ηпд - КПД передающего фидера.

Принято указывать коэффициент усиления в децибелах, т. е. g=101 дБ. Коэффициент усиления антенны в любом направлении, отличном от главного, приводят вместе с указанием угла ДН, т. е. в виде g(θ).

Эффективная площадь приемной антенны SЭ равна отношению максимальной мощности, которая может быть отдана приемной антенной в согласованную нагрузку, PA к плотности потока мощности сигнала у антенны w, т. е. SЭ = PA/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:

Другие стьтьи в тему

Разработка приемника системы персонального радиовызова
Радиоприемным устройством называют систему узлов и блоков, с помощью которых производятся такие операции, как преобразование электромагнитного поля сигнала в электрический сигнал; выделение полезных радиосигналов из совокупности других (мешающих) сигналов и помех, действующих на выхо ...

Расчет цифрового фильтра
1. Для периодического сигнала, вид и параметры которого заданы в таблице 1, выполнить разложение в ряд Фурье. 2. Построить графики амплитудного и фазового спектров периодического сигнала. . Восстановит ...