Файл: Понятие антенна. Обобщенная конструкция антенны. Основные уравнения эмп. Классификация антенн в зависимости от длины волны.docx

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 29.11.2023

Просмотров: 94

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.




-КНД (D) – отношение плотности потока мощности, создаваемой направленной антенной к плотности потока, которая бы создавалась ненаправленной антенной (изотропной), излучающей ту же мощность.



-КУ(G)- отношение мощности на входе эталонной антенны к мощности, подводимой ко входу рассматриваемой антенны, при условии, что обе антенны создают в данном направлении на одинаковом расстоянии равные значения напряженности поля или такой же плотности потока мощности



-Поляризация — это направленность вектора электрической составляющей электромагнитной волны в пространстве.

-Действующая длина антенны – длина гипотетического вибратора с равномерным распределением тока, который в направлении максимума создает ту же величину напряженности поля, что и рассматриваемая антенна с тем же током в точке питания



-Излучаемая мощность



-Полный коэффициент рассеивания (Kрас) – относительная доля мощности, приходящаяся на боковые и задние лепестки.

-ширина ПП

-векторная комплексная ДН



-сопротивление излучения

-КПД

-входное сопротивление

-эквивалентная изотропно-излучаемая мощность (PG) – величина, которую необходимо подвести к ненаправленной антенне, чтобы получить в точке приема такую же напряженность ЭМП, которую создает направленная антенна с КУ=G при подведении мощности P.

  1. Антенна в режиме приема. Принцип эквивалентности. Поляризационные отношения. Антенны круговой поляризации. Эффективная площадь.


Любая передающая антенна может быть использована в качестве приемной. При этом приемная антенна может трактоваться как эквивалентный генератор с величиной нормированной ЭДС и внутренним импендансом, равным входному импендансу этой же антенны в режиме передачи.

-Оптимальным является случай, когда поляризационная структура принимаемого поля соответствует поляризационной структуре ЭМП, которое создавалось бы принимаемой антенной при ее работе в режиме излучения.

-Принцип эквивалентности

Электромагнитное поле, создаваемое сторонними источниками вне поверхности S, совпадает с электромагнитным полем, создаваемым фиктивными поверхностными электрическими и магнитными зарядами и токами, распределенными на поверхности S.

Принцип эквивалентности тесно связан с принципом Гюйгенса, который заключается в том, что каждая точка фронта волны, созданной некоторым первичным источником, является вторичным источником сферической волны.

При круговой поляризации сигнал распространяется в обоих плоскостях (в вертикальной и горизонтальной) со сдвигом фазы на 90 градусов. Сигнал с круговой поляризацией всегда попадает на антенну, т.е. вне зависимости от угла между антенной на квадрике и на приемнике. Достоинство антенн с круговой поляризацией — это возможность отсекать отраженный сигнал. На передатчике и приемнике должны быть антенны с одним и тем же направлением, иначе будет очень сильная потеря сигнала. Круговая поляризация (может быть левой и правой) хорошо защищает от переотраженных сигналов, потому что, когда сигнал отражается от объекта, меняется направление поляризации.

При условии оптимальной ориентации антенны и поляризации волны максимальная мощность, которая может быть получена на выходе приемной антенны, пропорциональна плотности мощности электромагнитной волны, падающей в точку приема. Эта плотность мощности представляет собой количество мощности на единицу площади. Коэффициент пропорциональности между мощностью на выходе антенны и плотностью мощности падающей электромагнитной волны имеет значение площади антенны в электромагнитном поле. Эту площадь называют эффективной площадью антенны («апертура антенны»)

  1. Условия получения максимальной мощности в нагрузке.







  1. Шумовые характеристики антенн. Влияние атмосферных помех.



Шумовая температура антенны обусловлена как собственными шумами антенны, так внешними шумами, вызванными радиоизлучением земли, атмосферы и окружающего пространства. Шумовая температура антенны вместе с шумовой температурой входных блоков приемника определяют чувствительность приемной системы.

Атмосферные помехи создаются в результате электромагнитных возмущений при электростатических разрядах между облаками, изменения ионизации слоев атмосферы под воздействием космических лучей, электризации приемной антенны движущимися заряженными частицами пыли или снега. Воздействия на антенну могут происходить двумя путями - вследствие электростатической или магнитной индукции. Электростатическое- изменение электрического поля вблизи антенны вызывает появление и перемещение электрических зарядов в антенне. Индукционное воздействие- в атмосфере происходит электрический разряд (молния) и электрический ток создает вокруг себя магнитное поле. Это быстро появляющееся и быстро исчезающее магнитное поле вследствие индукции вызывает появление электрического тока во всех окружающих проводах, в том числе и в приемных антеннах

Атмосферные электрические явления- причина сильных помех вследствие индукции только для тех приемных установок, которые расположены недалеко от атмосферных явлений.

Всякий грозовой разряд создает вокруг себя мощные электромагнитные волны, которые распространяются от него во все стороны. Волны, которые создаются грозовыми разрядами, имеют большое затухание и совершенно неправильную форму, забираются во все приемники.

  1. «Всенаправленная антенна» (ВА). Можно ли турникетный излучатель считать «ВА»?




  1. Линейные излучающие системы. Идеальный линейный излучатель. Антенные решетки.



Линейной излучающей системой называют непрерывное или дискретное распределение одинаковых источников поля вдоль заданного направления в пространстве. Поперечные размеры полагаются меньше λ, продольные размеры произвольны. Линейная излучающая система состоит из системы слабонаправленных излучателей. Согласно теории перемножения, полная диаграмма направленности слабо зависит от ДН одиночного элемента, а определяется множителем направленности.

От φ ДН не зависит и достаточно построить ДН в одной плоскости. Физически множитель направленности описывает интерференцию системы сферических волн, возбуждаемых отдельными элементами линейной излучающей системы.

Идеальный линейный излучатель является эталонным, относительно которого в теории антенн оцениваются свойства систем излучателей. Знак коэффициента замедления показывает направление бегущей волны. Построение ДН в общем случае совершенно аналогично построению ДН системы вибраторных антенн. При инженерных расчетах выделяют область действительных углов ψ, после чего определяют количество лепестков ДН и расположение максимумов.



  1. Способы снижения УБЛ. Влияние распределения тока на форму ДН. Антенные системы (АС) со случайным и нелинейным размещением элементов. (МАЛО ТЕОРИИ)




  1. Влияние фазовых искажений на ДН и характеристики антенн. Виды искажений. Примеры влияния искажений каждого вида. (МАЛО ТЕОРИИ)



Влияние фазовых искажения на характеристики антенн:

  1. Снижение КНД антенны

  2. Уменьшение коэффициента использования поверхности апертуры

  3. Снижение УБЛ



19. Антенны бегущей волны. Типовые конструкции. Диэлектрические стержневые антенны.

Антенны бегущей волны (АБВ) - это линейные или плоские антенны, формирующие осевую или коническую диаграмму направленности. Она состоит из возбудителя и направителя.

Возбудитель представляет собой открытый конец линии передачи - прямоугольного, круглого, коаксиального волноводов с фланцем или без фланца или с небольшим рупором.

Направитель- отрезок открытой линии передачи с замедленной волной.

Антенны бегущей волны относятся к классу слабо- и средненаправленных антенн, их КНД не более 30-40. Используются АБВ в качестве облучателей зеркальных, линзовых антенн, антенных решеток с пространственной схемой распределения мощности, излучающих элементов антенных решеток. АБВ применяются в диапазонах миллиметровых, сантиметровых волн и в коротковолновой части дециметрового диапазона.

Разновидности антенны бегущей волны: проволочные: однопроводная, двухпроводная, V-образная, ромбическая, диэлектрическая стержневая, спиральная продольного излучения, импедансная, Т-рупор

Диэлектрическая антенна (ДА)- антенна в виде отрезка диэлектрического стержня, возбуждённого радиоволноводом или штырём коаксиального кабеля. В стержне ДА возбуждается волна особой структуры, распространяющаяся вдоль его оси и на поверхности стержня возникают тангенциальные составляющие электрического и магнитного полей, фаза которых меняется по закону бегущей волны.  Её максимум излучения, как и всякой антенны бегущей волны, совпадает с осью стержня. Характер излучения ДА зависит от фазовой скорости распространения поверхностной волны. С увеличением диаметра стержня и диэлектрической проницаемости материала, фазовая скорость уменьшается. Чем меньше фазовая скорость, тем больше длина стержня, при которой КНД антенны максимален. При уменьшении фазовой скорости или приближения её к скорости света в окружающей среде диэлектрический стержень теряет волноводные свойства. Стержень ДА изготовляют из диэлектрических материалов с малым затуханием электромагнитных волн в них — полистирол, фторопласт и др.

Стержневые диэлектрические антенны применяются на летательных аппаратах в радиоустройствах.