3.4 Электрические параметры антенн

3.4.1 Параметры направленности

Для числовой оценки направленности служат понятия об угле раствора главного лепестка ДН (или о ширине ДН) и об уровнях боковых и задних лепестков ДН.

Углом раствора главного лепестка ДН называется угол, на границах которого ЭДС на выходе приемной антенны уменьшается до уровня (до относительного значения), равного 0,707 от максимальной величины, принятой за 1. Это относится к ДН по полю.

Угол раствора главного лепестка ДН по мощности - это такой угол, на границах которого мощность, выделяемая в согласованной нагрузке, подключенной к выходу антенны, уменьшается до уровня 0,5 по отношению к максимальной мощности, принятой за 1. То есть в данном случае мы определяем угол раствора главного лепестка ДН антенны по половинной мощности (при ослаблении на 3 дБ).

Углы раствора главных лепестков диаграмм направленности одной и той же антенны по полю и по мощности одинаковы. Поэтому, говоря об угле раствора главного лепестка ДН антенны, подразумевают один и тот же угол, в пределах (на границах) которого ЭДС на разомкнутых зажимах приемной антенны (или напряжение на ее согласованной нагрузке) снижается до уровня 0,707, а мощность в нагрузке - до уровня 0,5.

Примечание: Иногда под углом раствора ДН подразумевают другой угол, а именно тот, на границах которого главный лепесток ДН уменьшается до нуля. Такой параметр ДН антенны называется углом раствора главного лепестка по «нулям». В нашем примере угол раствора по «нулям» равен 60°.

Чем меньше углы в обеих плоскостях α_Е и α_Н, тем выше (лучше) направленные свойства антенн. Направленность (Н и Е) антенны «волновой канал» повышается не с увеличением числа ее пассивных вибраторов (директоров), а с удлинением самой антенны. А ее длина от числа вибраторов зависит лишь косвенно.

Другими параметрами направленности антенны являются уровни боковых и задних лепестков ее ДН.

Эти уровни в процессе измерения (снятия) диаграммы направленности (которое всегда выполняется в лабораторных условиях, в специально оборудованном помещении) определяются как отношения максимального значения ЭДС соответствующего лепестка (бокового или заднего) к максимальному значению ЭДС главного лепестка антенны. А при уже имеющихся диаграммах они просто прочитываются по оцифрованным концентрическим окружностям ДН в полярной системе координат или по оцифрованным горизонталям ДН в прямоугольной системе координат в линейном или в логарифмическом масштабе.

В нашем случае эти уровни, например, в линейном масштабе следующие:

- двух первых боковых лепестков: 0,45 - по полю и 0,2 - по мощности;

- двух вторых боковых лепестков: 0,22 - по полю и 0,05 - по мощности;

- двух третьих боковых лепестков: 0,32 - по полю и 0,1 - по мощности;

- заднего лепестка: 0,38 - по полю и 0,14 - по мощности.

В таблицах технических данных соотношение между уровнями главного и заднего лепестков направленных антенн всегда выражается в децибелах и обычно называется «защитное отношение» или «отношение вперед/назад».

Далее >>>