1tom - 0691.htm
91
ности, излучаемой в единицу телесного угла в направлении 0, q> (в направлении максимума ДН D~DuaKC} к ср. мощности, излучаемой А. по всем направлениям:
/''(О, ф) dQ=DKaKCF (0, ф). Для
4л
апертурных A. DMaKC^ й-4я/ДЭ0т5Дф(|1Д, где &~0,6≈0,7 ≈ коэффициент использования А., учиты-
Г Г вающий, что часть мощности р(р = \\ F dQ/ \\ FdQ)
уходит в боковые и задние лепестки, а апертура А. облучается неравномерно. Обычно £>макс < 1/сс, т. е. КНД антенны, выраженный в дБ, не может превышать по абс. величине ср. уровня (в дБ) боковых лепестков. Напр., если сс-=10-5 (т. е.≈50 дБ), то />макс< Ю5 (50 дБ). Можно определить КНД также пут╦м сравнения с ги-потетич. изотропной, ненаправленной А.; КНД ≈величина, показывающая, во сколько раз мощность /*└, излучаемая изотропной А., должна быть больше мощности Ри, излучаемой данной А., при равенстве полей, возбуждаемых ими в направлении 0Т ф.
Значения КНД для разных А. заключены в пределах от 1,5 (элементарный вибратор) и 1,64 {полуволновой вибратор) до 10м (зеркальные А. с большим отношением 0/Х). Козф. усиления G (0, ф) учитывает кпд антенны, т. е. отношение излучаемой мощности Р$ к мощности ^подв, подводимой к А., Г^РИ/РПОДН. Поопрсдолонию копф. усиления ≈ величина, показывающая, во сколько раз мощность, подводимая к изотропной А. без потерь, должна быть больше мощности, подводимой к рассматриваемой А., чтобы были равны возбуждаемые ими в направлении 6, ф поля.
Т. о., при определении G сравниваются мощности, подводимые к изотропной и рассматриваемой А., в то время как при определении КНД сравниваются излучаемые ими мощности. Излучаемую А. мощность характеризуют сопротивлением излучения йи, эту величину вводят согласно (2). Сопротивление излучения ≈ составная часть входного импеданса А. (отношения комплексных амплитуд напряжения и тока на
Макс, излучения
Рис. 17. Логопериодичеслая антенна.
Рис. 16. Ромбическая антенна.
входе A.) Z=iX+./?n-f йи, где X ≈ реактивная часть входного импеданса, /?п ≈ сопротивление потерь.
Диапазон частот Асо, в к-ром характеристики А. можно считать практически неизменными, паз. е╦ полосой частог. Напр., ромбич. и логопериодич. А. (рис, 16, 17) ≈ весьма широкополосны. Это важно, напр., в условиях связи через отражения от ионосферы, свойства которой изменяются, что требует изменения Я.
Специфич. параметром передающей А. является допустимая величина излучаемой мощности. Если токо-весущие части передающей А. окружены воздухом, то при #>30 кВ/см (и нормальном атм, давлении) наступает электрич, пробой. Поэтому предельно допустимая мощность излучения (в 2≈3 раза большая рабочей) определяется из условия £<30 кВ/см в точке макс, напряж╦нности поля вблизи А.
При╦мные А. характеризуются в силу теоремы взаимности теми же параметрами, что и передающие. В частности, ДН антенны в режиме излучения и при╦ма
совпадают. Для при╦мных антенн ДН ≈ это зависимость напряжения, тока или мощности на клеммах А. от угла прихода плоской волны. При╦мную А, характеризуют дополнит, параметры: эффективная площадь оэфф (для одномерных А.≈ действующая длина или высота), шумовая температура Тзш, помехозащищ╦нность.
Если бы вся мощность, падающая на раскрыв А., поглощалась ею, то <*эФФ равнялась бы геом. площади о>еом раскрыла
А. Поскольку, однако, часть мощности рассеивается, а часть теряется из-за джоулевых потерь, то <тэфф < < Огеом- Теорема взаимности устанавливает однозначную СВЯЗЬ между Оэфф И Ямакс-<Ьфф = Л2#макс/4я.
Для элементарных источников по этой ф-ле определяют эфф. раскрыв.
На при╦мную А. всегда, кроме полезного сигнала, воздействуют шумы. Шумовая темп-pa Таш при╦мной А. вводится соотношением kTa]a&sul'2n = Ръх, гдо До ≈полоса частот при╦мника, А ≈постоянная Больцмака, РК\\ ≈ мощность шумов на входе при╦мника. Величина
Т9Ш обусловлена как собств. шумами А. Гш = (1 ≈т|) T$ (где Тй ≈ темп-pa материала А., т| ≈кпд), так и внеш. радиоизлучением: Земли, атмосферы и космич. пространства.
Существенной для высокочувствит. при╦мных А. является помехозащищ╦нность, к-рую можно обеспечить, снижая общий уровень боковых лепестков и используя т. в. адаптивные антенны^ параметры к-рых автоматически изменяются в зависимости от условий работы.
Специфич. параметром при╦мной А. является чувствительность к пространств, вариациям падающего поля, или к пространственным частотам. При╦мную А. можно рассматривать как линейный фильтр пространственных частот. А. со сплошной апертурой при при╦ме радиоизлучения распредел╦нного источника формирует усредн╦нное по ДН радиоизображение этого источника. Если разложить это радиоизображоние в спектр по пространственным частотам, то А. «обрезает» высокие частоты, период к-рых меньше ширины ДН (А. «не разрешает» детали меньше K/D). Для получения возможно более полного спектра пространственных частот, т. е. детального радиоизображения, необходимо увеличивать разрешение, т. е. увеличивать размеры А.
В процессе разработки, производства и эксплуатации А. необходимы измерения их параметров. Методы измерения параметров А. можно разделить на две группы в зависимости от расположения передатчика (при╦мника): в дальней зоне А.; в зоне Френеля или в волновой зоне вблизи А., условно ≈ в ближней зоне. Первая группа методов сравнительно просто реализуется при исследовании А. с малыми геом. и электрич. размерами (малы D и D/A,), для к-рых расстояние до дальней зоны составляет единицы или десятки м. Такие А. исследуют в безэховых камерах с использованием методов двух и тр╦х А., расположенных взаимно в дальней зоне. Для ДВ-, СВ-, и КВ-антенн, а также антенн СВЧ с D/K^i приходится располагать встюмо-гат, А, (передающую или при╦мную) на спец, вышке или летат. аппарате, что весьма сложно и дорого, но в ряде случаев единственно возможно. К первой группе относится также радиоастр, метод, когда в качестве передатчика используются космич. источники радиоизлучения. Ко второй группе относятся метод фокусировки, коллиматорный и амщшфазометрич. (радиоголо-графич.) методы. Метод фокусировки связан с перестройкой А, таким образом, чтобы распределение поля в зоне Френеля повторяло его распределение в дальней зоне. В коллиматорном и амшшфазометрич. методах реализуется такой излучатель, к-рый, будучи помещ╦н
X X
97
"7 Физическая энциклопедия, т. 1
")
}
