Входное сопротивление антенны.

Входное сопротивление антенны. Оно определяется отношением напряжения ВЧ U_A на зажимах антенны к току питания I_A

Рис. 13. Направление токов в симметричном вибраторе

то есть имеет активную и реактивную составляющие, то есть является комплексным сопротивлением.

Для определения необходимы специальные приборы, которые включаются на вход антенны.

Для апертурных СВЧ-антенн непосредственно измерить U_A и I_A невозможно. Например, рупорные антенны. В данном случае измеряют коэффициент отражения , который определяется формулой

– входное сопротивление антенны

– волновое сопротивление фидера (волновода)

– нормированное сопротивление антенны

Это соотношение справедливо для основного типа волн.

 

Мощности, подводимые к антенне и излученные антенной.

Мощность делится на две части:

1) излучаемая

2) потери на активном сопротивлении (в земле, в окружающих металлических проводниках, оттяжках, строениях и т.д.)

– излученная мощность, как для всякой линейной цепи, пропорциональна квадрату действующего значения тока в антенне.

– коэффициент пропорциональности.

Сопротивление излучения можно определить как коэффициент, связывающий антенны с в данной точке антенны.

и т.д.

(форма антенны, геометрические размеры, l)

– полезная мощность

Мощность потерь:

– эквивалентное сопротивление потерь отнесенное к току I

– полная мощность (подводимая к антенне)

,

где – активное сопротивление антенны в точке запитки

Для оценки эффективности работы антенны вводят понятие КПД антенны , для увеличения необходимо уменьшение .

Метод определения электромагнитного поля антенн.

Теория антенн позволяет определить основные характеристики такие как ДН, , и их зависимость от частоты.

Параметры антенн можно найти непосредственно из уравнений Максвелла, связывающих в дифференциальной форме значения электромагнитного поля с плотностью тока и заряда в рассматриваемой точки пространства. Найти точные решения весьма затруднительно, поэтому пользуются приближенными методами решения.

Существует множество методов. Мы будем рассматривать различные методы для линейных и апертурных антенн.

Для расчета линейных (проволочных) антенн используется теория элементарного электрического диполя. Кроме того, должно быть известно распределение тока вдоль проводов антенны

Провода антенны мысленно разбиваются на элементарные участки. Каждый участок рассматривается как элементарный электрический диполь. Поле антенны определяется как сумма полей, создаваемых отдельными элементами с учетом их поляризации, амплитуд и фаз. Суммирование полей сводится к интегрированию по источникам.

Рис. 14. Принцип определения поля проволочной антенны

Таким образом, поле излучения проволочной антенны определяется как суперпозиция полей, создаваемых элементарными излучателями с известными токами.