Излучение линейного симметричного вибратора Эффективность передающей антенны Излучение системы линейных вибраторов

Эффективность передающей антенны

Эффективность передающей антенны оценивается по направленности поля, создаваемого антенной в месте приема при заданной подводимой мощности. Напряженность поля в месте приема зависит от величины излучающей поверхности, распределения токов, текущих по ней и от соотношения фаз между полями. Создаваемыми в месте приема различными элементами излучающей поверхности.

Излучение линейного симметричного вибратора Эффективность передающей антенны Излучение системы линейных вибраторов

Эффективность передающей антенны

Эффективность передающей антенны оценивается по направленности поля, создаваемого антенной в месте приема при заданной подводимой мощности. Напряженность поля в месте приема зависит от величины излучающей поверхности, распределения токов, текущих по ней и от соотношения фаз между полями. Создаваемыми в месте приема различными элементами излучающей поверхности. Аналитически это можно выразить следующим образом [Г. З. Айзенберг, В. Г. Ямпольский, О. Н. Терёшин. Антенны УКВ. Часть 1. — М: «Связь», 1977.]:

где jS — плотность поверхностного тока, текущего по поверхности S; dS — элемент поверхности; A — коэффициент пропорциональности; ' — фазовый угол, определяемый фазой тока и расстоянием от излучающего элемента dS до точки приема.

Излучение линейного симметричного вибратора Эффективность передающей антенны Излучение системы линейных вибраторов

Эффективность передающей антенны

Для увеличения эффективности антенн необходимо, чтобы фазы ', соответствующие отдельным элементам dS, в точке приема были одинаковыми или незначительно отличались друг от друга.

Излучение линейного симметричного вибратора Эффективность передающей антенны Излучение системы линейных вибраторов

Эффективность передающей антенны

Для увеличения эффективности антенн необходимо, чтобы фазы ', соответствующие отдельным элементам dS, в точке приема были одинаковыми или незначительно отличались друг от друга.

Зададим некоторую поверхность S1, которая возбуждается синфазно и равномерно электрическими токами от источника мощностью P. Плотность поверхностного электрического

0

тока примем равной jS. Полагаем, что точка приема находится на большом удалении от S1, поэтому длины путей от различных элементов поверхности S1 до приемника можно считать одинаковыми. Поля, создаваемые в точке приема всеми элементами антеннs, будут синфазными и поле в точке приема будет равно:

E1 = A1S1j0s

Излучение линейного симметричного вибратора Эффективность передающей антенны Излучение системы линейных вибраторов

Эффективность передающей антенны

Увеличим излучающую поверхность в два раза, не изменяя величину подводимой

мощности.

Можно считать, что излучающая поверхность S состоит из двух равных частей S1 и S2 (S1 = S2). Считаем, что поверхность S возбуждена синфазно, равномерно и ориентирована нормально к направлению, в котором осуществляется прием. Мощность, приходящаяся на поверхность S1, уменьшается в два раза, т. к. подводимая мощность к антенне не изменилась. Ток пропорционален корню квадратному от мощности, поэтому плотность поверхностного тока равна:

Излучение линейного симметричного вибратора Эффективность передающей антенны Излучение системы линейных вибраторов

Эффективность передающей антенны

Увеличим излучающую поверхность в два раза, не изменяя величину подводимой

мощности.

Можно считать, что излучающая поверхность S состоит из двух равных частей S1 и S2 (S1 = S2). Считаем, что поверхность S возбуждена синфазно, равномерно и ориентирована нормально к направлению, в котором осуществляется прием. Мощность, приходящаяся на поверхность S1, уменьшается в два раза, т. к. подводимая мощность к антенне не изменилась. Ток пропорционален корню квадратному от мощности, поэтому плотность поверхностного тока равна:

Коэффициент k1 учитывает взаимное влияние между излучающими поверхностями S1 и S2. Если поверхности возбуждаются синфазно и среднее расстояние между ними равно примерно длине волны и больше, коэффициент k1 близок к единице. В этом

j0

случае j00S = pS .

2

Излучение линейного симметричного вибратора Эффективность передающей антенны Излучение системы линейных вибраторов

Эффективность передающей антенны

Напряженность поля в месте приема равна:

E2 = A1 jS1 + S2j j00S

Излучение линейного симметричного вибратора Эффективность передающей антенны Излучение системы линейных вибраторов

Эффективность передающей антенны

Напряженность поля в месте приема равна:

Излучение линейного симметричного вибратора Эффективность передающей антенны Излучение системы линейных вибраторов

Эффективность передающей антенны

Напряженность поля в месте приема равна:

Излучение линейного симметричного вибратора Эффективность передающей антенны Излучение системы линейных вибраторов

Эффективность передающей антенны

Напряженность поля в месте приема равна:

p

Напряженность поля увеличилась в 2 раз. Если площадь антенны увеличится в n

раз, то при синфазном и равномерном возбуждении напряженность поля p

увеличивается в n раз при k1 = 1.

Излучение линейного симметричного вибратора Эффективность передающей антенны Излучение системы линейных вибраторов

Эффективность передающей антенны

Напряженность поля в месте приема равна:

p

Напряженность поля увеличилась в 2 раз. Если площадь антенны увеличится в n

раз, то при синфазном и равномерном возбуждении напряженность поля p

увеличивается в n раз при k1 = 1.

Увеличение эффективности линейных антенн так же достигается путем распределения подводимой энергии между большим числом линейных вибраторов, расположенных и возбужденных таким образом, что в нужном направлении поля от отдельных вибраторов складываются в фазе или с небольшим сдвигом фаз. Напряженность поля возрастает пропорционально корню квадратному из числа вибраторов при условии k1 1 (т. е. при достаточно большом удалении вибраторов друг от друга — этим уменьшается их взаимное влияние).