ітуди струму генератора Im, зростає із збільшенням відношення довжини вібратора l до довжини випромінюваної хвилі О» і падає назад пропорційно квадрату відстані;
4.Випромінююча потужність залежить від кута місця Оё і максимальна в напрямку, перпендикулярному осі вібратора.
З виразу (2.3) випливає, що для ефективного випромінювання геометричні розміри антени повинні бути порівнянні з довжиною хвилі. Цей висновок справедливий для всіх антен. br/>
3.3 Діаграма спрямованості антени
Як видно з (3.1) і (3.3), комплексні амплітуди і щільність потужності електромагнітного поля, випромінюваного диполем Герца, залежать від кута місця Оё. Для інших антен ці величини залежать і від азимутального кута П† У загальному випадку від Оё і П† залежать амплітуди і фази і. Оскільки H і E жорстко пов'язані, зазвичай використовують залежність.
Залежність амплітуди напруженості електричного поля E в далекій зоні від кутів місця Оё та азимуту П† при постійній відстані r називається амплітудною діаграмою спрямованості. Залежність фази комплексної амплітуди від Оё і П† називається фазовою діаграмою спрямованості.
Залежність E від Оё для диполя Герца визначається множником sinОё, тому діаграма спрямованості має вигляд бублика (Тороід обертання) - рис. 3.5
В
В
p> Діаграму спрямованості зображують у полярних або декартових координатах в 2-х площинах:
- в площині П† = const - рис. 3.6, а;
- в площині Оё = const - рис. 3.6, б. br/>
В
p>В
3.4 Випромінювання рамкової антени
Іншим найпростішим випромінювачем є кругла дротова рамка радіуса a, по якій протікає змінний струм I (t). Припустимо, струм змінюється в часі за гармонійним законом, тобто
.
Якщо рамка розташована в горизонтальній площині, як показано на рис. 3.7, то рішення рівняння Максвелла дає існування 3-х проекцій векторів напруженостей поля:, і . Значення комплексних амплітуд відповідають виразами (3.1) для,,, отриманими для диполя Герца, причому
= -,
=,
=.
У далекій зоні вектори, і орієнтовані в просторі так, як показано на рис. 3.7
В
br/>
Максимум випромінювання виявляється в горизонтальній площині, тобто у площині рамки. Таким чином, діаграма спрямованості рамкової антени така ж, як і у диполя Герца, тільки вектори іпоменялісь місцями.
3.5 Випромінювання площині
Припустимо, що є плоска поверхня у вигляді прямокутника зі сторонами a і b, по якій рівномірно розподілені вектори і, як показано на рис.3.8.
В
br/>
Нормована діаграма спрямованості такого випромінювального елемента в двох взаємно перпендикулярні площинах при П† = 0 і П† = ПЂ/2 має наступний вигляд []:
, (3.4)
де
В
відношення амплітуди напруженості електричного поля до максимальній амплітуді, відповідає куту місця Оё = 0; l = a для площині П† = 0 (т.е.x0z) і l = b для площини П† = ПЂ/2 (т.е.y0z ). Графіки функції, побудовані для 2-х значень, наведені на рис. 3.9
В
br/>
Як бачимо, діаграма спрямованості має вигляд пелюстки, причому максимум випромінювання спрямований перпендикулярно випромінюючої площині. Якщо розмір площини збільшений, то головний пелюсток звужується і з'являються бічні пелюстки, що створюють випромінювання в інших напрямках.
Поява максимумів і мінімумів в діаграмі спрямованості пояснюється підсилюють і послаблюють інтерференцією полів, створених окремими ділянками випромінюючої поверхні. Ширину головного пелюстка оцінюють величиною 2Оё0, де Оё0 - мінімальний кут, при якому, або величиною 2Оё-3дБ, де Оё-3дБ - кут, при якому падає на 3 дБ у порівнянні з максимальний значенням.
З (3.4) і рис.3.9 випливає, що для створення вузькоспрямованих діаграм потрібно збільшувати лінійні розміри антени l з тим, щоб виконувалася співвідношення l>> О».
3.6 Типи антен
Існують передавальні антени, призначені для випромінювання радіохвиль, і приймальні антени, службовці для їх прийому. Антени - пристрою взаємні, їх можна використовувати і для випромінювання, і для прийому.
Є величезна кількість типів антен, що розрізняються діапазонами робочих частот і діаграмами спрямованості. При проектуванні антен задаються наступні параметри:
смуга частот;
вид діаграми спрямованості і поляризація випромінюваних (Або прийнятих) радіохвиль;
мінімальні втрати енергії в антені;
вхідний опір і максимальний Kсв у фідері;
мінімальний шум (для прийомних антен).
Антени класифікуються за різними ознаками: частоті, увазі діаграми спрямованості, конструкції. Залежно від конструкції, існують такі типи антен:
Лінійні;
Апертурні;
Антенні грати.
Лінійні антени
О...
