Учебники

Теория антенн — диаграмма излучения

Излучение — это термин, используемый для обозначения излучения или приема волнового фронта на антенне, с указанием его силы. На любой иллюстрации эскиз, изображающий излучение антенны, представляет собой диаграмму направленности . Можно просто понять функцию и направленность антенны, посмотрев на ее диаграмму направленности.

Мощность, излучаемая антенной, оказывает влияние на ближнюю и дальнюю области поля.

  • Графически излучение может быть нанесено на график как функция углового положения и радиального расстояния от антенны.

  • Это математическая функция радиационных свойств антенны, представленная как функция сферических координат, E (θ, Ø) и H (θ, Ø).

Графически излучение может быть нанесено на график как функция углового положения и радиального расстояния от антенны.

Это математическая функция радиационных свойств антенны, представленная как функция сферических координат, E (θ, Ø) и H (θ, Ø).

Радиационная картина

Энергия, излучаемая антенной, представлена диаграммой направленности антенны. Диаграммы излучения представляют собой схематические представления распределения излучаемой энергии в пространстве в зависимости от направления.

Давайте посмотрим на картину энергии излучения.

Радиационная картина

На приведенном выше рисунке показана диаграмма направленности дипольной антенны. Излучаемая энергия представлена ​​узорами, нарисованными в определенном направлении. Стрелки представляют направления излучения.

Диаграммы излучения могут быть диаграммой поля или диаграммой мощности.

  • Картины поля изображены в зависимости от электрических и магнитных полей. Они построены в логарифмическом масштабе.

  • Диаграммы мощности представлены в виде функции квадрата от величины электрического и магнитного полей. Они построены в логарифмическом или обычно в масштабе дБ.

Картины поля изображены в зависимости от электрических и магнитных полей. Они построены в логарифмическом масштабе.

Диаграммы мощности представлены в виде функции квадрата от величины электрического и магнитного полей. Они построены в логарифмическом или обычно в масштабе дБ.

Радиационная картина в 3D

Диаграмма направленности излучения — это трехмерная фигура, представленная в сферических координатах (r, θ, Φ) в предположении, что она начинается в центре сферической системы координат. Похоже на следующий рисунок —

Радиационная модель 3D

Данный рисунок представляет собой трехмерную диаграмму направленности для всенаправленной диаграммы направленности . Это ясно указывает на три координаты (x, y, z).

Радиационная картина в 2D

Двумерный рисунок можно получить из трехмерного рисунка, разделив его на горизонтальную и вертикальную плоскости. Эти результирующие шаблоны известны как горизонтальный шаблон и вертикальный шаблон соответственно.

Радиационная Диаграмма 2D

На рисунках показана диаграмма направленности всенаправленного излучения в плоскостях H и V, как описано выше. H-плоскость представляет горизонтальный шаблон, тогда как V-плоскость представляет вертикальный шаблон.

Формирование доли

При представлении диаграммы направленности мы часто сталкиваемся с различными формами, которые указывают основные и второстепенные зоны излучения, по которым известна эффективность излучения антенны.

Для лучшего понимания рассмотрим следующий рисунок, который представляет диаграмму направленности дипольной антенны.

Формирование доли

Здесь диаграмма направленности имеет основной лепесток, боковые лепестки и задний лепесток.

  • Основная часть излучаемого поля, которая охватывает большую площадь, является основным лепестком или главным лепестком . Это та часть, где существует максимальная излучаемая энергия. Направление этого лепестка указывает направленность антенны.

  • Другие части схемы, где излучение распространяется по боковым сторонам, известны как боковые лепестки или второстепенные лепестки . Это те области, где энергия тратится впустую.

  • Есть другая доля, которая точно противоположна направлению основной доли. Он известен как задняя доля , которая также является малой долей. Значительное количество энергии теряется даже здесь.

Основная часть излучаемого поля, которая охватывает большую площадь, является основным лепестком или главным лепестком . Это та часть, где существует максимальная излучаемая энергия. Направление этого лепестка указывает направленность антенны.

Другие части схемы, где излучение распространяется по боковым сторонам, известны как боковые лепестки или второстепенные лепестки . Это те области, где энергия тратится впустую.

Есть другая доля, которая точно противоположна направлению основной доли. Он известен как задняя доля , которая также является малой долей. Значительное количество энергии теряется даже здесь.

пример

Если антенны, используемые в радиолокационных системах, создают боковые лепестки, отслеживание цели становится очень трудным. Это потому, что ложные цели обозначены этими боковыми лепестками. Грязно отследить настоящих и идентифицировать поддельные. Следовательно, устранение этих боковых лепестков необходимо для повышения производительности и экономии энергии.

средство

Излучаемая энергия, которая теряется в таких формах, нуждается в утилизации. Если эти второстепенные лепестки устранены и эта энергия направлена ​​в одном направлении (то есть к главному лепестку), то направленность антенны возрастает, что приводит к улучшению ее характеристик.

Типы Радиационных паттернов

Распространенными типами диаграмм радиации являются —

  • Всенаправленный рисунок (также называемый ненаправленным рисунком): рисунок обычно имеет форму пончика в трехмерном изображении. Однако в двумерном виде он образует рисунок в виде восьмерки.

  • Рисунок пучка карандашей — пучок имеет четкую направленную форму карандаша.

  • Рисунок веерного луча — луч имеет веерообразный рисунок.

  • Диаграмма направленного луча — луч, который является неоднородным и не образующим узора, известен как фасонный луч.

Всенаправленный рисунок (также называемый ненаправленным рисунком): рисунок обычно имеет форму пончика в трехмерном изображении. Однако в двумерном виде он образует рисунок в виде восьмерки.

Рисунок пучка карандашей — пучок имеет четкую направленную форму карандаша.

Рисунок веерного луча — луч имеет веерообразный рисунок.

Диаграмма направленного луча — луч, который является неоднородным и не образующим узора, известен как фасонный луч.

Реляционная точка для всех этих типов излучения является изотропным излучением. Важно учитывать изотропное излучение, даже если оно нецелесообразно.