Диаграмма направленности

В режиме приема диаграмма направленности по напряжению - это зависи­мость ЭДС на входных зажимах антенны от направления прихода электромагнит­ной волны ε_А = ε_А (θ,φ).

Нормированная ДН по напряжению равна:

,

где ε_А (θ,φ) - амплитуда ЭДС, наведенной в антенне, при произвольном нап­рав­лении прихода волны; ε_{А max} - амплитуда ЭДС в антенне в направлении мак­си­мального приема.

Так как входные зажимы имеют только антенны линейного типа, то ДН по нап­ря­жению относится только к ним.

Для антенн апертурного типа используют понятие ДН по мощнос­ти. Это за­ви­симость активной мощности, выделяемой на входе прием­ного устройства, от нап­­равления прихода электромагнитной волны: P_пр = P_пр (θ,φ).

Так как мощность в цепи электрического тока пропорциональна квадрату нап­ряжения в цепи, то ДН по мощности равна квадрату ДН по напряжению:

Графическое представление ДН приемных антенн производится также, как и для передающих.

Основными параметрами приемной антенны, характеризующими ее направ­лен­ность и эффективность являются коэффициент направленно­го действия и ко­эф­фи­циент усиления.

КНД приемной антенны - это число, показывающее, во сколько раз активная мощ­ность на входе приемника при данной антенне будет больше активной мощ­нос­ти на его входе в случае применения ненап­равленной эталонной антенны. Пред­полагается, что обе антенны сог­ласованы с приемным устройством и не име­ют потерь:

.

Таким образом, КНД антенны в режиме приема характеризует энергети­чес­кий выигрыш для приемного устройства за счет направ­ленных свойств антенны. При приеме с максимума ДН КНД антенны максимален и обозначается D₀.

Коэффициент усиления приемной антенны - это число, показывающее, во сколь­­ко раз активная мощность на входе приемника при данной антенне будет боль­ше активной мощности на его входе в случае применения ненап­равленной ан­тенны. Предполагается, что реальная антенна в общем случае не согласована с при­емным устройством и имеет тепловые по­тери:

Ширина ДН приемной антенны и уровень боковых лепестков имеют такой же физический смысл, какой эти параметры имели применитель­но к передающей ан­тенне.

3. Эквивалентная схема приемной антенны, энергетические со­отно­ше­ния

Эквивалентная схема приемной антенны.

Антенна в режиме приема, по отношению к радиоприемному устройству, мо­­жет рассматриваться как генератор переменной комплексной ЭДС - . При этом, в качестве внутреннего сопротивления такого источника и выступает внут­рен­нее сопротивление антенны:

,

которое в общем случае является комплексным и включает в себя активную R_A и ре­активную X_A составляющие.

На основании вышеизложенного, эквивалентную схему приемной антенны мож­но представить в следующем виде:

В свою очередь активное сопротивление приемной антенны равно:

,

где R_Σ - сопротивление переизлучения, которое характеризует переизлу­чен­­ную антенной мощность при корот­козамкнутых входных зажимах (при этом на­веденная в антенне энергия в при­емной устройство не поступает); R_П – сопро­тив­ление активных потерь в антенне - характеризует активную мощность тепло­вых потерь; X_A - реактивное сопротивление - характеризует мощность реактивных по­лей вблизи антенны.

При подключении антенны к радиоприемному устройству активная мощ­ность, характеризуемая сопротивлением переизлучения, будет перераспре­де­ляться. Часть этой мощности по прежнему переизлучится антенной, а другая – вы­деляется во входной цепи приемника. При условии идеального согласования при­емной антенны с приемным устройством и отсутствии в ней половина мощ­нос­ти переизлучается, а половина – выделяется во входной цепи приемного уст­рой­ства. Входная цепь приемника, в общем случае как нагрузка для антенны, мо­жет иметь комплексное сопротивление:

.

При этом эквивалентная схема приемной антенны совместно с входной цепью при­мет следующий вид:

Дата добавления: 2014-01-15