antena

Antenos charakteristika, antenos stiprinimas ir kryptingumas

Dėl ypatingos antenos konstrukcijos spinduliuotės tankis gali būti sutelktas tam tikra erdvine kryptimi. Antenos kryptingumo be nuostolių matas yra antenos stiprinimas. Tai glaudžiai susijusi su antenos kryptingumu. Priešingai nei kryptingumas, kuris apibūdina tik antenos krypties charakteristikas, antenos stiprinimas taip pat atsižvelgia į antenos efektyvumą.

radiacija

Todėl jis parodo tikrąją spinduliuojamą galią. Paprastai tai yra mažesnė nei siųstuvo teikiama galia. Tačiau kadangi šią galią lengviau išmatuoti nei kryptingumą, antenos stiprinimas dažniau naudojamas nei kryptingumas. Darant prielaidą, kad antena yra be nuostolių, kryptingumas gali būti lygus antenos stiprinimui.

radiacija

Etaloninė antena naudojama nustatyti antenos stiprinimą. Daugeliu atvejų etaloninė antena yra nenuostolingas tariamas įvairiakryptis radiatorius (izotropinis radiatorius arba antena), kuris tolygiai spinduliuoja visomis kryptimis, arba paprasta dipolio antena, bent jau toje plokštumoje, į kurią kalbama.

radiacija

Matuojamos antenos spinduliuotės tankis (galia ploto vienetui) nustatomas taške tam tikru atstumu ir lyginamas su verte, gauta naudojant etaloninę anteną. Antenos stiprinimas yra dviejų spinduliuotės tankių santykis.

radiacija

Pavyzdžiui, jei kryptinė antena sukuria 200 kartų didesnį spinduliuotės tankį nei izotropinė antena tam tikra erdvine kryptimi, antenos stiprinimo G reikšmė yra 200 arba 23 dB.

radiacija

Antenos raštas

Antenos raštas yra grafinis antenos skleidžiamos energijos erdvinio pasiskirstymo vaizdas. Priklausomai nuo pritaikymo, antena turi priimti tik iš tam tikros krypties, bet ne signalus iš kitų krypčių (pvz., TV antena, radaro antena), kita vertus, automobilio antena turi priimti siųstuvus iš visų įmanomų krypčių.

radiacija

Antenos spinduliavimo modelis yra grafinis antenos spinduliavimo charakteristikų elementų vaizdas. Antenos raštas paprastai yra grafinis antenos krypties charakteristikų vaizdas. Tai rodo santykinį energijos spinduliuotės intensyvumą arba elektrinio ar magnetinio lauko stiprumo kiekį kaip antenos krypties funkciją. Antenos diagramos matuojamos arba generuojamos modeliavimo programomis kompiuteryje, pavyzdžiui, siekiant grafiškai parodyti radaro antenos kryptingumą ir taip įvertinti jos veikimą.

radiacija

Palyginti su daugiakryptėmis antenomis, kurios tolygiai spinduliuoja visomis orlaivio kryptimis, kryptinės antenos yra palankesnės vienai krypčiai ir todėl pasiekia didesnį atstumą šia kryptimi su mažesne perdavimo galia. Antenos spinduliavimo modeliai grafiškai iliustruoja matavimais nustatytas nuostatas. Dėl abipusiškumo garantuojamos identiškos antenos perdavimo ir priėmimo charakteristikos. Diagrama rodo kryptinį perdavimo galios pasiskirstymą kaip lauko stiprumą ir antenos jautrumą priėmimo metu.

radiacija

Reikiamas kryptingumas pasiekiamas naudojant tikslinę mechaninę ir elektrinę antenos konstrukciją. Kryptingumas rodo, kaip gerai antena priima arba perduoda tam tikra kryptimi. Jis pavaizduotas grafiniu vaizdu (antenos raštas) kaip azimuto (horizontalus grafikas) ir aukščio (vertikalus grafikas) funkcija.

radiacija

Naudokite Dekarto arba polinių koordinačių sistemas. Grafinių vaizdų matavimai gali turėti tiesines arba logaritmines reikšmes.

radiacija

Naudokite daugybę rodymo formatų. Dekarto koordinačių sistemos, taip pat polinės koordinačių sistemos, yra labai paplitusios. Pagrindinis tikslas yra parodyti reprezentatyvų spinduliuotės modelį horizontaliai (azimutas), kad vaizdas būtų pilnas 360° arba vertikaliai (aukštis), dažniausiai tik 90 arba 180 laipsnių. Duomenys iš antenos gali būti geriau pavaizduoti Dekarto koordinatėmis. Kadangi šie duomenys taip pat gali būti atspausdinti į lenteles, dažniausiai pirmenybė teikiama labiau aprašomajam trajektorijos kreivės vaizdavimui polinėmis koordinatėmis. Priešingai nei Dekarto koordinačių sistemoje, tai tiesiogiai nurodo kryptį.

radiacija

Siekiant palengvinti manipuliavimą, skaidrumą ir maksimalų universalumą, spinduliuotės modeliai paprastai normalizuojami pagal išorinius koordinačių sistemos kraštus. Tai reiškia, kad didžiausia išmatuota vertė sulygiuota su 0° ir pavaizduota viršutiniame diagramos krašte. Kiti spinduliuotės modelio matavimai paprastai rodomi dB (decibelais), palyginti su šia didžiausia verte.

radiacija

Paveikslo mastelis gali skirtis. Yra trijų tipų dažniausiai naudojamos braižymo skalės; tiesinis, tiesinis logaritmas ir modifikuotas logaritmas. Linijinė skalė pabrėžia pagrindinį spinduliuotės spindulį ir paprastai slopina visas šonines skiltis, nes jos paprastai sudaro mažiau nei vieną procentą pagrindinės skilties. Tačiau linijinė log skalė gerai parodo šonines skiltis ir yra pageidaujama, kai svarbūs visų šoninių skilčių lygiai. Tačiau susidaro blogos antenos įspūdis, nes pagrindinė skiltis yra palyginti maža. Modifikuota logaritminė skalė (4 pav.) pabrėžia pagrindinio pluošto formą, kai suspaudžiami labai žemo lygio (<30 dB) šoniniai stulpeliai link režimo centro. Todėl pagrindinė skiltis yra dvigubai didesnė už stipriausią šoninę skiltį, kuri yra naudinga vizualiniam pristatymui. Tačiau ši vaizdavimo forma technikoje naudojama retai, nes iš jos sunku nuskaityti tikslius duomenis.

radiacija

radiacija



horizontalus spinduliavimo modelis

Horizontali antenos diagrama yra antenos elektromagnetinio lauko vaizdas iš plano, išreikštas dvimatėje plokštumoje, kurios centre yra antena.

Šio atstovavimo interesas yra tiesiog gauti antenos kryptingumą. Paprastai reikšmė -3 dB taip pat pateikiama kaip punktyrinis apskritimas skalėje. Pagrindinės skilties ir šio apskritimo sankirta lemia vadinamąjį pusės galios antenos pluošto plotį. Kiti lengvai įskaitomi parametrai yra pažangos/atsitraukimo santykis, tai yra santykis tarp pagrindinės skilties ir užpakalinės skilties bei šoninių skilčių dydis ir kryptis.

radiacija

radiacija

Radaro antenoms svarbus pagrindinės ir šoninės skilties santykis. Šis parametras tiesiogiai veikia radaro antiinterferencinio laipsnio įvertinimą.

radiacija

vertikalus spinduliuotės modelis

Vertikalaus rašto forma – tai vertikalus trimatės figūros pjūvis. Parodytoje poliarinėje diagramoje (ketvirtadalis apskritimo) antenos padėtis yra pradžia, X ašis yra radaro diapazonas, o Y ašis yra taikinio aukštis. Vienas iš antenos matavimo metodų yra saulės stroboskopinis įrašymas naudojant matavimo įrankį RASS-S iš Intersoft Electronics. RASS-S (Radar Analysis Support System for Sites) yra nuo radarų gamintojo nepriklausoma sistema, skirta įvertinti skirtingus radaro elementus, jungiantis prie jau turimų signalų, darbo sąlygomis.

radiacija

3 pav. Vertikalus antenos raštas su kosekantine kvadrato charakteristika

3 paveiksle matavimo vienetai yra jūrmylės nuotoliui ir pėdos aukščiui. Dėl istorinių priežasčių šie du matavimo vienetai vis dar naudojami oro eismo valdyme. Šie vienetai yra antrinės reikšmės vien todėl, kad pavaizduoti spinduliuotės kiekiai yra apibrėžiami kaip santykiniai lygiai. Tai reiškia, kad gręžinys įgavo (teorinio) maksimalaus nuotolio reikšmę, apskaičiuotą naudojant radaro lygtį.

radiacija

Grafiko forma pateikia tik reikiamą informaciją! Norint gauti absoliučią vertę, reikia antrojo grafiko, išmatuoto tomis pačiomis sąlygomis. Galite palyginti du grafikus ir pastebėti, kad antenos našumas labai padidėja arba sumažėja.

radiacija

Radialai yra aukščio kampų žymekliai, čia pusės laipsnio žingsniais. Dėl nevienodo x ir y ašių mastelio (daug pėdų, palyginti su daugybe jūrmylių) atsiranda netiesinis atstumas tarp aukščio žymeklių. Aukštis rodomas kaip linijinis tinklelio modelis. Antrasis (punktyrinis) tinklelis yra orientuotas į Žemės kreivumą.

radiacija

Trimačiai antenų diagramų atvaizdai dažniausiai yra kompiuteriu sukurti vaizdai. Dažniausiai jie generuojami modeliavimo programomis, o jų reikšmės yra stebėtinai artimos faktinėms išmatuotoms diagramoms. Tikro matavimo žemėlapio sukūrimas reiškia milžiniškas matavimo pastangas, nes kiekvienas vaizdo pikselis reiškia savo matavimo vertę.

radiacija

Antenos modelio trimatis vaizdas Dekarto koordinatėmis iš radaro antenos ant motorinės transporto priemonės.
(Gala nurodoma absoliučiais lygiais! Todėl dauguma antenos matavimo programų pasirenka kompromisą šiam vaizdui. Tik vertikalios ir horizontalios diagramos dalys per anteną gali būti naudojamos kaip faktiniai matavimai.

radiacija

Visi kiti pikseliai apskaičiuojami padauginus visą vertikalios diagramos matavimo kreivę iš vieno horizontalaus grafiko matavimo. Reikalinga skaičiavimo galia yra didžiulė. Be malonaus vaizdavimo pristatymuose, jo nauda yra abejotina, nes iš šio vaizdavimo negalima gauti jokios naujos informacijos, palyginti su dviem atskirais brėžiniais (horizontaliais ir vertikaliais antenos brėžiniais). Atvirkščiai: ypač periferinėse vietovėse su šiuo kompromisu sukurti grafikai turėtų gerokai nukrypti nuo realybės.

radiacija

Be to, 3D brėžinius galima pavaizduoti Dekarto ir polinėmis koordinatėmis.

radiacija

Radaro antenos pluošto plotis paprastai suprantamas kaip pusės galios pluošto plotis. Didžiausias spinduliuotės intensyvumas nustatomas atliekant daugybę matavimų (daugiausia negarsinėje kameroje), o po to taškai, esantys abiejose smailės pusėse, atspindintys didžiausią intensyvumą, padidintą iki pusės galios. Kampinis atstumas tarp pusės galios taškų yra apibrėžiamas kaip pluošto plotis. [1] Pusė galios decibelais yra –3 dB, taigi pusė galios spindulio w

Susijusios Žinutės