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

75424. Інкрементальні сенсори положення. Кодові лінійки і диски абсолютних сенсорів 631 KB
  Інкременгальні сенсори переміщення оснащені лінійкою з рисковими поділками. Читання положення рисок здійснюється оптичними або магнітними методами. В сенсорах через які проходить світло використовуються скляні лінійки з рисками які поглинають світло і проміжками які пропускають світло шириною 4 мкм рис. Пристрої які зчитують це складаються з потужного джерела світла зчитувальної пластинки і електронної системи аналізу.
75425. Основи і методи регулювання. Основні поняття. Види регулювання 205.5 KB
  Види регулювання. Регулювання. Регулювання є дією яка полягає в такому впливі на поточно вимірювану регульовану величину щоб вона була подібною до заданої величини.
75426. Регулятор і система регулювання 7.58 MB
  Регулятори: перервні аналогові цифрові. Регулятори: первинні аналогові цифрові Регулятори неперервної дії аналогові змінюють значення регульовальної координати обєкту неперервним чином тобто ця координата може приймати будьякі значення з усього можливого діапазону. Неперервні регулятори будуються як правило з електронних операційних підсилювачів. Реулятори дискретної дії цифрові змінюють значення регульованої координати обєкту так само як і регулятори первинної дії але в них зміна величини відбувається лише в певні моменти...
75427. Двохпозиційні регулятори 96 KB
  Принцип роботи Двохпозиційні регулятори забезпечують хорошу якість регулювання для інерційних обєктів з малим запізнюванням не вимагають настройки і прості в експлуатації. Ці регулятори представляють звичайний і найбільш широко поширений метод регулювання...
75428. Передумови розвитку мехатроніки і сфери застосування мехатронних систем. Класифікаційні ознаки мехатроніки 53.5 KB
  Передумови розвитку мехатроніки і сфери застосування мехатронних систем. Класифікаційні ознаки мехатроніки Останніми роками виникла і бурхливо розвивається у всьому світі нова галузь науки і техніки мехатроніка. Вузли модулі і системи мехатроніки МС стають основою технологічних машин і агрегатів з новими властивостями для різних галузей промисловості а також вони можуть бути використані при розробці периферійних пристроїв устроїв...
75429. Концепція побудови мехатронних систем. Визначення і термінологія мехатроніки 52.5 KB
  Мехатроніка це нова галузь науки і техніки присвячена створенню і експлуатації машин і систем з компютерним управлінням рухом яка базується на знаннях в області механіки електроніки і мікропроцесорної техніки інформатики і компютерного управління рухом машин і агрегатів.
75430. Механічні та електричні інтерфейси сенсорів. Оптикомеханічні і фото імпульсні здавачі 45.5 KB
  Інтерфейси сенсорів залежно від фізичного характеру вхідних змінних стану системи можна розділити на електричні і механічні. До механічних відносяться приєднувальні пристрої для датчиків зворотного звязку приводів (оптикомеханічних, фотоімпульсних, кодових, тахогенераторів, потенціометрів, резольверов)
75431. Основні принципи техніки керування 511 KB
  Механічна енергія з валу електричного двигуна передається до регулювальної передачі в якій швидкість напрям та час тривання обертання стартстоп можуть регулюватися за допомогою механічних пневматичних гідравлічних або електричних сигналів. Це можна здійснити перериваючи неперервний обертовий рух за допомогою додаткового доданого до передачі вимикального механізму. Регульовані передачі. У більшості випадків потужність отримувана на вхідному валі передачі привідному є постійна.
75432. Передачі кочення 566.5 KB
  У регулювальних передачах кочення передавання моменту обертання здійснюється за допомогою конусних або кулькових елементів кочення рис. Елементами кочення в регулювальних планетарних передачах є наприклад конусні диски які обертаються планетарно навколо привідного вала рис. Рис. Фрикційна передача з Рис.