Caracteristicile Yakisny ale antenelor de transmisie
Să luăm în considerare unele caracteristici care determină calitatea antenelor de emisie. În primul rând, ne îndreptăm atenția asupra parametrilor electrici care caracterizează antenele de emisie în ceea ce privește eficiența convertirii energiei curentului de înaltă frecvență în energia undelor electromagnetice.
1. Putere radiată - puterea undelor electromagnetice emise de antena în spațiul liber.
Aceasta este puterea activă, deoarece se disipează în spațiul din jurul antenei. În consecință, puterea radiată poate fi exprimată în termeni de rezistență activă, numită rezistența la radiație, după cum urmează:
unde Ie este valoarea efectivă a curentului din antenă.
Rezistența la radiații, activă, nu determină conversia energiei electrice în energie termică. Caracterizează capacitatea antenei de a radia energia electromagnetică - la un curent dat excitat în antenă. Din punct de vedere cantitativ, rezistenta la radiatie este definita ca rezistenta activa, pe care puterea este numeric egala cu puterea radiata, daca curentul din aceasta rezistenta este egal cu curentul din antena.
Din această definiție rezultă că rezistența la radiații este mai caracterizează calitatea unei antene decât puterea emisă de aceasta, deoarece aceasta din urmă nu depinde numai de proprietățile antenei, dar, de asemenea, pe curentul generat în acesta.
2. Puterea de pierdere Рп - putere, pierdută inutil de către emițător în timpul trecerii curentului prin firele antenei, în sol și în obiecte situate în apropierea antenei.
Această putere este, de asemenea, activă și poate fi exprimată printr-o rezistență activă, numită rezistență la pierdere:
Rezistența la pierderi caracterizează cantitatea de energie pierdută în procesul de conversie a energiei în antena, atunci când curentul din ea are o valoare complet determinată.
3. Alimentarea în antenăPa - energia furnizată antenei de la emițător. Această putere poate fi reprezentată ca suma puterii radiate și puterea pierderilor, adică
Puterea din antenă corespunde rezistenței active
Rezistența Ra. R # 931; Rn sunt parametrii principali ai antenei.
Trebuie remarcat faptul că, deoarece curentul în diferite părți ale antenei nu este același, valorile acestor parametri depind de secțiunea antenei la care sunt alocate. De obicei, rezistența este Ra. R # 931; Rn se referă la amplitudinea maximă a curentului antenei sau la curentul de la baza antenei (la terminalele generatorului).
4. Eficiența antenei - raportul dintre puterea radiată și puterea furnizată antenei:
Din această formulă este evident că pentru a spori eficiența antenei este necesară creșterea rezistenței radiației și reducerea rezistenței la pierderi.
5. Impedanța de intrare a antenei este rezistența la bornele de intrare ale antenei.
În general, antena, ca orice circuit oscilant, este o sarcină complexă pentru generator, adică rezistența sa la intrare are componente reactive XBx și active Rxx. Pentru a crește eficiența antenei, este reglată la rezonanța cu frecvența de oscilație a generatorului. La rezonanța XBx = 0. și antena, prin urmare, reprezintă o sarcină pur activă pentru generator.
6. Direcția antenei - capacitatea antenei de a emite unde electromagnetice în direcții specificate.
Această proprietate se caracterizează antena densitate de flux radiat putere antena t. E. Capacitatea undelor electromagnetice care trec printr-o unitate de suprafață, dispuse perpendicular pe direcția de propagare. În direcții diferite, densitatea fluxului de putere al unei antene direcționale are o valoare diferită.
Proprietățile direcționale ale antenei sunt determinate de forma modelului său de direcție și de un număr de parametri numerici, de exemplu, lățimea modelului de direcție, factorii de directivitate și câștigul antenei.
Vom cunoaște aceste caracteristici ale directivității antenei.
Modelul antenei este denumit diagrama, care reprezintă grafic valoarea densității de flux a puterii radiate în diferite direcții. Evident, la eliminarea modelului de radiație, densitatea fluxului de putere trebuie măsurată la aceeași distanță față de antena.
model direcțional construit în sistem polar sau coordonate carteziene (Fig. 7). In diagramele polare ale coordonatelor efectuate după cum urmează: un unghi față de direcția inițială (. 9, de exemplu 0, 15, 30, 45 °) stabilesc un vector rază este proporțională cu lungimea radiat densitatea fluxului de putere în direcția razei, apoi capetele acestora Radiografiile sunt conectate printr-o linie netedă.
Într-un sistem de coordonate dreptunghiular, un unghi este reprezentat de-a lungul axei abscise, caracterizând direcția în planul corespunzător și puterea radiată de-a lungul ordinii. Modelele direcționale realizate în coordonate polare sunt foarte clare, deoarece fac posibilă imaginarea modului în care variază intensitatea câmpului în spațiu. Modelele direcționale într-un sistem de coordonate dreptunghiulare pot avea orice scală pe ambele axe, astfel încât acestea să fie foarte clare, chiar și în regiunea cu intensitate scăzută a câmpului electromagnetic.
Modelul antenei este adesea multi-petală (Figura 8). Una dintre cerințele impuse unei astfel de antene este slăbirea limitativă a lobilor laterali în modelul de direcție. Dacă această cerință nu este îndeplinită, atunci o parte din puterea radiată este împrăștiată inutilă în direcțiile laterale.
Când vine vorba de proprietățile direcționale ale antenei, de obicei nu este interesată de valoarea absolută a densității fluxului de putere radiată, ci de natura distribuției sale în direcții diferite. Prin urmare, în practică, modelele de radiații normalizate sunt utilizate pe scară largă. în care cantitățile care caracterizează puterea radiației P # 931; . sunt exprimate în raport cu valoarea maximă a acestei puteri P # 931; și anume relația P # 931; / P # 931; (vezi figura 8b).
Utilizarea unui model de direcție este mult simplificată prin utilizarea unei scale logaritmice pentru măsurarea nivelelor radiațiilor. Pe această scală, unitățile de măsură sunt Nepper și decibel. Nepper (nep) este o unitate care exprimă logaritmul natural al raportului oricăror cantități omogene. și decibel (dB) este egal cu a zecea fracțiune de alb (b), care este unitatea logaritmului zecimal al raportului putere:
Deoarece puterea este proporțională cu pătratul tensiunii, curentului sau intensității câmpului, atunci când se măsoară intensitățile câmpului relativ
Având în vedere faptul că logaritmul natural al oricărui număr este de 2,3 ori mai mare decât logaritmul zecimal al aceluiași număr, se poate scrie
În tabel. 1 arată relația dintre nivelul N, exprimat în dB, și raportul de putere P # 931; max / P # 931; și intensitățile câmpului Emax ./E.
Conform diagramei de directivitate prezentată în Fig. 9, primul lob lateral are un nivel cu 30 dB mai jos decât lobul principal. Acest lucru înseamnă că, în direcția primei lobului lateral intensitatea câmpului maxim de 31,6 ori, iar densitatea de putere emisă este de 1000 de ori mai mică decât în direcția lobului principal.
Lățimea modelului de directivitate al antenei este definită ca un unghi în care puterea fluxului de putere radiată este mai mică decât valoarea maximă de cel mult 2 ori (3 dB). De exemplu, lățimea modelului de radiație prezentat în Fig. 7, 2 # 920; '= 120 °. și în Fig. 9 2 # 966; '= 2,5 °.
Uneori, lățimea fasciculului de antenă este citită la un nivel diferit, de exemplu la zero sau 0,1 față de maxim.
Modelele direcționale obținute din intensitatea câmpurilor electrice sau magnetice sunt foarte utilizate. Deoarece puterea undei electromagnetice, așa cum este arătată mai jos, este proporțională cu pătratul intensității câmpului, unghiul care determină lățimea șablonului de direcție în raport cu intensitatea va corespunde intensității câmpului în direcția radiației maxime.
Coeficient de direcțional raportul Dnazyvaetsya densitatea fluxului de putere radiată de această antenă într-o anumită direcție pentru densitatea fluxului de putere care ar fi emisă antena complet omnidirecțională în orice direcție, cu condiția egalității totală radiată de putere în ambele antene. Cel mai mare interes este coeficientul de acțiune direcțional D în direcția radiației maxime a antenei, adică ..
Acest coeficient a fost introdus pentru prima dată de AA Pistolkors în 1929.
Un câștig al antenei G este produsul factorului de directivitate al antenei D prin eficiența sa
Acest raport oferă o caracterizare mai completă a antenei, se ia în considerare, pe de o parte, concentrația de energie într-o anumită direcție prin proprietăți antenei direcționale, iar pe de altă parte, - reducerea pierderilor de putere din cauza radiației în antenă.
Câștigul este o măsură a direcției antenei. Acest parametru este definit ca raportul dintre puterea semnalului radiat într-o anumită direcție și puterea semnalului radiată de către o antenă ideală nedirecțională (izotropă) în orice direcție. Dacă, de exemplu, câștigul antenei este de 3 dB, acest lucru înseamnă că semnalul său este mai puternic decât semnalul antenei izotropice în această direcție cu 3 dB (de 2 ori). O creștere a puterii semnalului într-o singură direcție este posibilă numai datorită altor direcții de propagare. Cu alte cuvinte, creșterea puterii semnalului într-o direcție implică o scădere a puterii în alte direcții. Trebuie remarcat faptul că factorul de câștigare caracterizează direcția semnalului și nu creșterea puterii de ieșire în raport cu intrarea (așa cum se poate părea numele), deci acest parametru este adesea denumit și coeficientul de direcție.
Zona efectivă a antenei este legată de parametrul anterior și, de asemenea, depinde de mărimea și forma antenei. Raportul dintre factorul de directivitate al antenei și aria sa efectivă poate fi scris în următoarea formă:
D este factorul de directivitate al antenei;
Ae este zona eficientă;
f - frecvența purtătoare;
c este viteza luminii (
- lungimea de undă a transportatorului.
Articole similare
-
Caracteristicile economice ale antreprenoriatului - stadopedia
-
Câmpul sonor difuz și caracteristicile sale principale - stadopedia
Trimiteți-le prietenilor: