2103

Поляризационные характеристики передающей антенны

Доклад

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Поляризация передающей антенны определяется по поляризации ее поля излучения, как правило, по электрическому вектору, который, в общем случае, с течением времени изменяет как свою величину, так и направление в каждой точке пространства.

Русский

2013-01-06

144.83 KB

42 чел.

Поляризационные характеристики передающей антенны.

Поляризация передающей антенны определяется по поляризации ее поля излучения, как правило, по электрическому вектору, который, в общем случае, с течением времени изменяет как свою величину, так и направление в каждой точке пространства.

При изучении поляризации характеристик удобно ввести две плоскости – плоскость поляризации Π и картинную плоскость К.

Плоскость поляризации содержит в себе вектор  и направление распространения в точку наблюдения М. Если вектор вращается вокруг направления распространения, то вместе с ним вращается и плоскость поляризации. Поляризация называется линейной, если плоскость поляризации с течением времени не меняет своего положения в пространстве. При этом различают: горизонтальную поляризацию – векторе  параллелен поверхности земли; вертикальную поляризацию - плоскость поляризации перпендикулярна поверх, земли; наклонную поляризацию.

Поляризация называется, если плоскость поляризации вращается, делая один оборот за период ВЧ колебаний поля.

Картинная плоскость перпендикулярна направлению распространения и проходит через точку наблюдения – вектор  находится в картинной плоскости. Здесь используется прямоугольную систему координат с началом наблюдения в точке наблюдения М – оси совмещены с ортами сферической системы координат в точке М.

Эллиптическая поляризация является наиболее общим случаем поляризации, когда конец электронного вектора описывает в картинной плоскости эллипс, вращаясь со средней угловой скоростью ω.

Поляризационные характеристики поля и, следственно, антенны полностью определяются следующими параметрами эллипса:

  1. углом наклона γ большой оси эллипса к оси θ выбранной системы координат – угол наклона поляризационного эллипса;
  2. коэффициент равномерности эллиптической поляризации:
  3. направлением вращения электрического вектора: эллиптическая поляризация правого и левого вращения.

Поляризационная характеристика – это зависимость ЭДС в приемной антенне линейной поляризации, принимающей электромагнитной волны от рассматриваемой передающей антенны, от угла поворота Δ этой антенны в картинной плоскости. Для каждого положения приемной антенны амплитуда наведенной ЭДС пропорциональна наибольшей величине проекции вращающегося электронного вектора на ось диполя. Если для всех углов Δ найти эту наибольшую проекцию и изобразить ее в виде радиуса-вектора в полярной системе координат на картинной плоскости, то концы векторов дадут кривую, которая является поляризационной характеристикой.

В общем случае для каждого направления в пространстве θ, φ будет своя поляризационная характеристика. Например: вырожденный эллипс поляризации и поляризационная характеристика: для случая линейной наклонной поляризации, а так же, для круговой поляризации.

Направленные свойства антенн вращающейся поляризации характеризуют обычно парциальными ДН для взаимно перпендикулярных компонент. Эти парциальные ДН в нормированном виде записываются как  для составляющей  и  для составляющей .

Так же вводится понятие полной амплитуды волны:

которая связана с угловой плотностью мощности соотношением:

Мы рассматривали поляризационные характеристики антенны с неизменяемыми во времени параметрами при излучении ею монохроматических волн. Поле такой антенны называется полностью поляризованным. Если преднамеренно или случайно изменяются во времени величины  и γ , но вектор  совершает вращательное движение с некоторой средней частотой ω, то поле называется частично поляризованным. Если же положение самого вектора  для каждого момента времени является случайным, то поле является неполяризованным (деполяризованным). Характерным примером неполяризованного электромагнитного поля является поле, излучаемое нагретыми телами.

Диапазон рабочих частот антенны – интервал от  до  в котором все параметры антенны не выходят из заданных пределов. Очевидно, этот диапазон: будет определятся тем параметром, который быстрее других выходит из заданных пределов при изменении частоты, чаще всего это входное сопротивление (коэффициент согласования).

При /≤1,7–2,0 обычно говорят о полосе рабочих частот антенны . Ширину полосы рабочих частот определяют в единицах частоты или в процентах к средней частоте диапазона.

При - узкополосная (резонансная) антенна

>10% - широкополосная

>100% - широкодиапазонная и ее свойства характеризуют коэффициентом перекрытия диапазона

Теорема подобия: антенна, работающая при частоте колебаний  не изменит свои параметры, если при новой частоте колебаний  ее геометрические размеры будут уменьшены в n раз (), электрическая проводимость будет увеличена в n раз(), а электрическая и магнитная проницаемости материалов и среды останутся без изменения. Величина n – коэффициент масштабного пересчета или коэффициент подобия антенн.

На основании этой теоремы производится моделирование при разработке и исследований, антенн. Строится модель антенны уменьшенная в n - раз и производится измерение ДН, КНД, входное сопротивления и т.п. на частоте в n - раз большей рабочей частоты натуральной антенны, при соблюдении всех прочих условий.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

50620. Удельный заряд электрона и его расчет методом магнетрона 1.24 MB
  Ознакомиться с определением удельного заряда частицы методом магнетрона и определить удельный заряд электрона. Удельный заряд электрона можно определить различными методами. В данной работе для определения удельного заряда электрона используется метод магнетрона. лежит в одной плоскости с вектором скорости электрона нормальна ему и сообщает частице центростремительное ускорение.
50621. Дихотомия 177.5 KB
  Задание Минимизировать унимодальную функцию fx методом дихотомии: Пpостейшим методом минимизации функции одной пеpеменной является дихотомия деление отpезка пополам. Для успешной pеализации этого метода не тpебуется вычислять или оценивать пpоизводную функции. Обозначим через X множество точек минимума функции fx. Для унимодальной функции X=[ α β].
50622. Метод золотого сечения 122.5 KB
  Золотым сечением отрезка называется деление отрезка на две неравные части так что отношение всего отрезка к длине большей части равно отношению длины большей части к длине меньшей части отрезка. Нетрудно проверить что золотое сечение отрезка производится двумя точками x1=3b 2=0.61803b расположенными симметрично относительно середины отрезка. Замечательно здесь то что точка x1 в свою очередь производит золотое сечение отрезка x2.
50623. Метод Фибоначчи 108 KB
  Можно показать что для решения задачи одномерной минимизации оптимальным является метод Фибоначчи основанный на использовании знаменитых чисел Фибоначчи. При достаточно большом количестве итераций окончательный интервал n b n интервал неопределенности в методе золотого сечения лишь на 17 больше чем в методе Фибоначчи однако организация вычислительного процесса значительно проще. Числа Фибоначчи определяются соотношениями F 1=1; F2=2; Fn2=Fn1 F nn=123.
50624. Метод сканирования 103.5 KB
  Сравним значения функции у0=fx0 и у1=fх1=fx0h. у1 у0– произошло уменьшение значения функции. На некотором ком шаге произойдет увеличение значения функции т. у1 у0 – значение функции возросло.
50625. Метод градиентного спуска 54.5 KB
  Минимизировать функцию fxy=x by expcx2 dy2 методом градиентного спуска. Методы построения таких последовательностей называются методами спуска. В этих методах элементы последовательности Xk вычисляются по формуле Xk1=Xkk Pk k=012 где Pk направление спуска; длина шага в этом направлении.
50626. Метод сопряженных градиентов 54 KB
  Применение метода сопряженных градиентов позволяет существенно ускорить сходимость. Метод сопряженных градиентов обладает замечательным свойством: положительно определенная квадратичная форма n переменных минимизируется не более чем за n шагов. Метод успешно применяется для минимизации гладких функций. Опишем алгоритм метода сопряженных градиентов.
50627. Метод касательных 32.5 KB
  Порядок выполнения работы: Построим график функции: Минимизируем исходную функцию стандартными средствами MtLb: Получим: min = 0.