А Н Т Е Н Н Ы С Э Л Е К Т РО Н Н Ы М

30
СВОЙСТВА СИСТЕМЫ ИЗЛУЧАТЕЛЕЙ
Назовем соответственно; Ф(θ,α) - амплитудной; ψ(θ,α) -
фазовой; е(θ,α) - поляризационной диаграммами
направленности. Последняя представляет собой единичный
вектор, учитывающий направление вектора Е в дальней зоне.
Используем обозначение:
jø ( , α)
Φ ( θ,
α)
= Φ(
θ,
α)
e
− θ e(
θ,
α)
(2.1.2)
Рис. 2.1.1.
К пояснению свойств диаграммы
направленности антенны.
Система координат
Векторную функцию Ф(θ,α) называют комплексной
векторной диаграммой направленности. Она объединяет в себе
амплитудную, фазовую и поляризационную диаграммы
направленности антенны. В большинстве случаев используем
обозначение:
− jø θ , α
Ф θ,
α = Ф θ,
α e
(2.1.3)
( ) ( )
( )
и назовем эту функцию комплексной диаграммой
направленности
Амплитудная диаграмма направленности
Амплитудная диаграмма направленности |Ф(θ,α)| - функция, учитывающая зависимость
напряженности поля излученной волны в дальней зоне от углов θ и α.
Нас интересуют антенны, концентрирующие энергию в узком конусе - главном луче антенны. В
этом случае |Ф(θ,α)| имеет один главный максимум. Положение этого максимума характеризуется
угловыми координатами θ 0 и α 0 .Будем считать, что углы θ 0 и α 0 определяют направление
максимального излучения антенны. Главный луч антенны характеризуется шириной, которую
принято измерять на уровне 0,707 |Ф(θ 0 ,α 0 )|. Ширину луча обозначим через ∆θ и ∆α.
Идеальная антенна должна концентрировать всю излученную энергию в главном луче, однако у
реальных антенн часть энергии рассеивается за пределами главного луча, образуя боковое
излучение, которое характеризуется либо отдельными лепестками, либо общим фоном, занимающим
иногда достаточно большие пространственные углы. Боковое излучение будем характеризовать
отношением максимальной напряженности поля за пределами главного луча 2 к напряженности поля
в направлении максимального излучения; это отношение обозначим через ξ и назовем его уровнем
боковых лепестков.
Амплитудная диаграмма направленности определяет распределение потока мощности,
излучаемого антенной. Иногда бывает удобно говорить о диаграмме направленности антенны по
мощности — Р(θ,α). Очевидно, что
( , α) = Ф( θ,
α) 2
P θ (2.1.4)
Имея диаграмму направленности антенны по мощности, можно вычислить весьма важный
параметр антенны - ее коэффициент направленного действия:
4πP( θ0
, α
0
)
D =
2 ππ
(2.1.5)
P θ,
α sin θdθdα
∫∫
0 0
( )
2
Зоной углов, принадлежащих главному лучу, можно считать зону, равную удвоенной ширине луча,
измеренной на уровне 0,707. То, что лежит за пределами этой зоны, следует считать боковым излучением.