2102

Коэффициент направленного действия и коэффициент усиления передающей антенны

Доклад

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

КНД передающей антенны определяется сравнением данной антенны с некоторой эталонной антенной, направленные свойства которой хорошо известны. В качестве эталонных широко используются: совершенно ненаправленный (изотропный) излучатель, диполь Герца, полуволновой вибратор.

Русский

2013-01-06

24.31 KB

88 чел.

Коэффициент направленного действия и коэффициент усиления передающей антенны.

КНД передающей антенны определяется сравнением данной антенны с некоторой эталонной антенной, направленные свойства которой хорошо известны. В качестве эталонных широко используются: совершенно ненаправленный (изотропный) излучатель, диполь Герца, полуволновой вибратор. Предлагается, что КПД эталонных антенн равен 100%

КНД антенны в направлении  называется отношение угловой плотности , создаваемой в этом направлении данной антенной, к угловой плотности мощности , создаваемой в этом же направлении эталонной антенны, при условии равенства полных мощностей излучения рассматриваемой и эталонных антенн:

при

Другое определение, введенное А.А. Пистолькорсом: КНД антенны называется число, показывающее, во сколько раз нужно увеличить мощность излучения эталонной антенны для того, чтобы в заданном направлении получить одинаковые угловые плотности мощности, а следовательно, при одинаковых расстояниях - одинаковые напряженности поля:

при  или и

Из определения ДН по мощности следует, что

где  – угловая плотность мощности в направлении максимума излучения,

- нормированная ДН по мощности.

Учитывая это, получаем:

где  – КНД в направлении излучения данной антенны. Таким образом, КНД зависит от угловых координат и эта зависимость определяется ДН антенны по мощности. Сравнивая антенны, сравнивают их КНД, то обычно имеют в виду макс, значения КНД.

Коэффициент усиления антенны (КУ) определяется так же, как и КНД, только сравниваются не мощности излучения, а мощности, подводимые к антеннам. Для эталона антенны мощность излучения и подводимая мощность равны, т.к. ее КПД принят равным 100%. Реальные антенны имеют потери и их мощность излучения меньше подводимой мощности, на величину потерь.

Выражение для применительно к КУ имеет вид:

при

Т.к. то

Для направления максимума ДН:

Пересчет КНД при переходе от одной эталонной антенны к другой часто требуется на практике и выглядит как:

где  - КНД антенны по отношению к первому эталону,  - ко второму эталону,  – КНД второго эталона по отношению к первому. Т.к. для эталонных антенн используется отсчет КНД только в максимуме их ДН, то величина  не зависит от угловых координат.

Расчет КНД часто выполняется по известному полю антенны в дальней зоне, хотя могут быть использованы и другие методы.

Положим, что антенна помещена в начале сферической системы координат и находится в свободном пространстве. Антенна излучает поле линейной поляризации и амплитуда этого поля известна во всех точках поверхности сферы радиуса  , т.е. известна ДН по полю

.

В качестве эталона возьмем изотропную антенну. Угловая плотность мощности для нее: (телесный угол для сферы равен )

Из условия , воспользовавшись формулой для мощности излучения антенн:

т.к.  , а , получим

В направлении максим. излучения , поэтому:

Отсюда следует, что. КНД однозначно определяется нормированной ДН, что существенно упрощает многие расчеты.

КНД элементарных излучателей по отношению к изотропному излучателю. Нормированная ДН диполя Герца имеет вид . Подставляя это выражение в предыдущую формулу имеем: .

Для излучателя Гюйгенса ДН по модулю электрического вектора записывается в виде  Отсюда, после интегрирования – D0 = 3.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

12230. Определение порядка реакции окисления иодид-ионов ионами трехвалентного железа 194 KB
  Определение порядка реакции окисления иодидионов ионами трехвалентного железа Цель работы: определение частных кинетических порядков и общего кинетического действительного порядка реакции Fe3I Fe2I 1 в водном растворе и сравнение их со стехиометрическими поря
12231. ИЗУЧЕНИЕ КИНЕТИКИ РЕАКЦИИ ОМЫЛЕНИЯ СЛОЖНОГО ЭФИРА 74 KB
  Изучение кинетики реакции омыления сложного эфира Цель: Определить средние значения K реакции омыления этилацетата в щелочной среде при двух температурах; вычислить энергию активации данной реакции. Ход работы: Измерение постоянной сосуда. Определялась
12232. Омыление сложного эфира в щелочной среде при двух температурах 242 KB
  Изучение кинетики реакции омыления сложного эфира Цель работы: определение средних значений констант скорости реакции омыления сложного эфира в щелочной среде при двух температурах вычисление энергии активации и предэкспоненциального множителя. Принцип метода: ко
12233. Определение средних значений констант скорости реакции омыления сложного эфира 22.27 KB
  Лабораторная работа № 1 Цель работы: определение средних значений констант скорости реакции омыления сложного эфира этилацетата в щелочной среде. Опыты показывают что реакция протекает как реакция второго порядка.
12234. Определение константы диссоциации слабого электролита 337 KB
  Определение константы диссоциации слабого электролита Цель работы: установить зависимость удельной и эквивалентной электропроводности слабого электролита от концентрации. Рассчитать значения степени и константы диссоциации слабого электролита. Принцип метода: ко
12235. Реакция гидролиза сахарозы с образованием глюкозы и фруктозы 25.7 KB
  Лабораторная работа №3 Определение константы скорости инверсии тростникового сахара сахарозы. Цель работы: определить порядок реакции по сахару и катализатору определить средние константы скорости реакции . Изучаемым процессом является реакция гидролиза...
12236. Определить растворимости и произведения растворимости труднорастворимых солей 33.51 KB
  Цель работы: определить растворимости и произведения растворимости труднорастворимых солей. Рабочая формула где: S растворимость. предельные эквивалентные электропроводности ионов удельная электропроводность раствора Таблица 1 Дан...
12237. Определение константы скорости инверсии тростникового сахара 144 KB
  Определение константы скорости инверсии тростникового сахара Цель работы: ознакомиться оптическим методом изучения кинетики реакции; определить порядок реакции по сахару и катализатору; определить среднюю константу скорости рассчитать ошибки в измерениях. Принци
12238. Определение температурного коэффициента электропроводности 30.22 KB
  Измерение электропроводности электролитов различной концентрации и определение температурного коэффициента электропроводности Цель: установить зависимость удельной и эквивалентной электропроводности электролита от концентрации и те