Страница - 539, Справочник конструктора радиолюбителя 1983




538    Антенны    Разд. 13

Область 1 называют основным или главным* лепестком диаграммы направленности, а направление, соответствующее максимальной ЭДС,— направлением основного (или главного) приема (излучения). Области 2 \\ 3 называют соответственно задним и боковым лепестками диаграммы направленности; их иногда называют побочными.

Описанную диаграмму называют диаграммой направленности по полю, поскольку ЭДС на зажимах антенны пропорциональна напряженности поля в точке приема. Если возвести в квадрат относительные значения ЭДС, соответствующие различным направлениям прихода сигнала, то можно построить диаграмму направленности по мощности.

Ширина или угол раствора <р основного лепестка диаграммы направленности -и|угол, в пределах которого ЭДС на зажимах антенны (или напряжение на нагрузке) спадает до уровня 0,7,07 (1/VS) максимальной, а мощность в нагрузке — до уровня 0,5 максимальной. Например, ширина основного лепестка диаграммы направленности, показанной на рис. 13.3, составляет 50°. Как правило, чем меньше ширина основного лепестка, тем лучше направленные свойства антенны и меньше ее восприимчивость к посторонним радиосигналам (помехам), приходящим с боковых направлений.

Уровень задних и боковых (побочных) лепестков уѵ диаграммы направленности Щ это отношение ЭДС на зажимах антенны при приеме со стороны максимума наибольшего- побочного лепестка к ЭДС при приеме со стороны максимума основного лепестка. Для антенны, диаграмма которой показана на рис. 13.3, у у = 0,2.

Помехозащищенность антенны тем выше, чем меньше уровень побочных лепестков. Уровень побочных лепестков по мощности ур—уі', уровень побочных лепестков по напряжению и мощности в процентах: уѵ% = 100уѵ; ур% = \00у р.

Любая антенна является в той или иной мере направленной. Полностью ненаправленных антенн, имеющих пространственную диаграмму направленности в виде сферы, в природе не существует. Однако в антенной технике пользуются понятием о такой воображаемой антенне, называемой изотропной. Она является удобным эталоном, с которым можно сравнивать реальные антенны по их направленным свойствам.

Входное сопротивление антенны 2ВЖ §|| отношение напряжения к току на зажимах антенны. В об; шем случае la* содержит резистивную RM и реактивную Хы (емкостную или индуктивную) составляющие.

Резистивная составляющая входного сопротивления RBX=Rr-\- R0y где R\ и R„ — соответственно сопротивление излучения и сопротивление потерь, отнесенные к амплитудному значению тока /вх на зажимах антенны.

Сопротивление излучения характеризует мощность излучения антенны

Ц =0,5/2,/?!

Сопротивление потерь характеризует мощность

потерь в антенне (в проводниках, изоляторах и т. д.)

Рп=0,5/в2х/?„.

Модуль (численное значение) полного входного

сопротивления антенны гъх V Rlx + Xlx. Чем меньше Хвх и чем ближе RBX к волновому сопротивлению Щ линии, соединяющей антенну с приемником (фидерная линия).„.тем лучше антенна согласована с фидерной линией и тем полнее энергия радиосигнала передается из антенны в линию.

Входное сопротивление является чисто резистивным на частоте, соответствующей резонансу антенны. Широко распространенная антенна УКВ ^- симметричный линейный вибратор — настроена в резонанс, когда по длине вибратора укладывается целое число полуволн. Если число полуволн, укладывающихся вдоль вибратора, нечетное (Аг/2,- ЗА./2 и т- Д-)» то входное сопротивление мало (от 73 Ом при длине вибратора Х/2 до 120 Ом при большем числе полуволн). Если же число полуволн четное (А., Щ §1 и т. д.), то входное сопротивление велико (от 400^- 500 Ом до 1—2 кОм в зависимости от диаметра проводников). Режим нечетного резонанса с низким входным сопротивлением выгоднее с точки зрения удобства согласования вибратора с коаксиальным кабелем.

Коэффициент направленного действия антенны D характеризует выигрыш по мощности в нагрузке благодаря направленным свойствам антенны и представляет собой отношение мощности, которую выделяет антенна без потерь на согласованной нагрузке, к мощности, выделяемой на той же нагрузке согласованной с ней воображаемой ненаправленной (изотропной) антенной при одной и той же напряженности поля в точке приема. При этом предполагается, что максимум диаграммы направленности антенны ориентирован точно на источник излучения.

Коэффициент полезного действия антенны т)а характеризует потери мощности в антенне и представляет собой отношение мощности излучения к сумме мощностей излучения и потерь

Рі/,(Рх + Рп) f=Rl/(V?z + ^n)-

Чем меньше сопротивление излучения III и чем больше сопротивление потерь R„, тем меньше коэффициент полезного действия.

Коэффициент усиления антенны по мощности Кр характеризует реальный выигрыш по мощности в согласованной нагрузке, даваемый антенной, по сравнению с изотропным излучателем с учетом направленных свойств антенны и потерь в ней:

КрЩОт) а.

Для антенн УКВ    и Kp*=D, т. е. коэффи

циент усиления антенн этого диапазона по мощности относительно изотропного излучателя численно равен их коэффициенту направленного действия.

Коэффициент усиления антенны по напряжению

Ки=л/ТР.