p>
(20)
де або - напруженості електричного або магнітного полів у напрямку максимального випромінювання, відповідно.
2.2 Графічне зображення діаграми спрямованості
Будь-яка ДН в просторі являє собою замкнуту поверхню, відстані до всіх точок якої від початку обраної системи координат пропорційні значенням F (і, ц) або F (і, ц). На практиці зображення просторової ДН антени на площині як в сферичної, так і в прямокутній системах координат утруднене, оскільки окремі ділянки просторової ДН затінюють один одного. Тому на площині зазвичай зображують перетину об'ємної ДН двома взаємно перпендикулярними площинами: вертикальної (для якої ц=const) і горизонтальної (для якої і=р/2), (малюнок 7).
Малюнок 7 - ДН в просторі двох площин
Для більшої наочності січні площині проводять через напрям головного максимуму ДН. При цьому систему координат доцільно розташовувати щодо антени так, щоб одна з січних площин містила б у собі вектор Е випромінюваного антеною електромагнітного поля. Тоді інша автоматично буде збігатися з положенням вектора Н. У цьому випадку ДН будуть при зображенні відповідно називатися:
? ДН в Е площині (і), якщо січна площина містить вектор E;
? ДН в H-площині (ц), якщо січна площина містить вектор H.
Такі плоскі перетину просторової ДН можна зображувати в прямокутної або в полярній системах координат. Вибір системи координат визначається користувачем, виходячи зі зручності і наочності зображення ДН.
У полярній системі координат зображують, як правило, ДН сла-бонаправленних антен. Перевагою зображення ДН в цій системі є наочне уявлення просторового розподілу випромінюваної антеною електромагнітної енергії, а недоліком - мала наочність при зображенні ДН вузьконаправлених антен (малюнок 8).
Малюнок 8 - «Пелюсткова» ДН
ДН реальних антен має багатопелюстковий характер. Найбільший за величиною пелюстка називають головним. Менші - бічними. Для зображення вузьконаправлених ДН доцільно використовувати прямокутну систему координат. У цьому випадку можна вибрати тільки цікавий для нас сектор кутів і представити його на осі абсцис в довільному зручному масштабі. Це дає можливість детально відтворити головний пелюсток ДН і сусідні з ним бічні (малюнок 9).
Малюнок 9 - Графічне зображення ДН
При зображенні в прямокутній системі координат ДН з вузьким основним пелюсткою і малим рівнем бічних пелюсток часто застосовують логарифмічний масштаб по осі ординат (малюнок 10). ДН по напруженості і по потужності при цьому збігаються:
(21)
Таким чином, для зображення вузьконаправлених ДН доцільно використовувати прямокутну систему координат. Масштаб графіка може бути змінений при необхідності.
Малюнок 10 - Графічне зображення ДН в логарифмічному маcштабе
2.3 Ширина головного пелюстка і рівень бічних пелюсток
Ширина ДН (головної пелюстки) визначає ступінь концентрації випромінюваної електромагнітної енергії. Ширина ДН - це кут між двома напрямками в межах головної пелюстки, в яких амплітуда напруженості електромагнітного поля становить рівень 0,707 від максимального значення (або рівень 0,5 від максимального значення по щільності потужності). Ширина ДН позначається так:
і - це ширина ДН по потужності на рівні 0,5;
і - ширина ДН по напруженості на рівні 0,707.
Індексом Е або Н позначають ширину ДН у відповідній площині: 2І, 2и. Рівнем 0,5 по потужності відповідає рівень 0,707 по напруженості поля або рівень - 3 дБ в логарифмічному масштабі:
(22)
Експериментально ширину ДН зручно визначати за графіком, наприклад, як це показано на малюнку 11.
Малюнок 11
Рівень бічних пелюсток ДН визначає ступінь побічного випромінювання антеною електромагнітного поля. Він впливає на якість електромагнітної сумісності з найближчими радіоелектронними системами.
Відносний рівень бічної пелюстки - це відношення амплітуди напруженості поля в напрямку максимуму першого бічної пелюстки до амплітуди напруженості поля в напрямку максимуму головної пелюстки (малюнок 12):
Малюнок 12
Виражається цей рівень в абсолютних одиницях, або в децибелах:
(23)
2.4 Коефіцієнт спрямованої дії і коефіцієнт посилення передавальної антени
Коефіцієнт спрямованої дії (КНД) кількісно характеризує спрямовані властивості реальної антени в порівнянні з еталонною ненаправленої (ізотропної) з ДН у вигляді сфери:
(24)
КНД - це число, що показує, у скільки разів щільність потоку потужності П (і, ц) реальної (спрямованої) антени більше щільності потоку потужност...
