Antena

Karakteristike antene, dobitak i usmjerenost antene

Zbog posebnog dizajna antene, gustoća zračenja može se koncentrirati u određenom prostornom smjeru. Mjera usmjerenosti antene bez gubitaka je pojačanje antene. Usko je povezan sa usmjerenošću antene. Za razliku od usmjerenosti, koja opisuje samo usmjerene karakteristike antene, pojačanje antene također uzima u obzir učinkovitost antene.

zračenje

Stoga predstavlja stvarnu snagu zračenja. To je obično manje od snage koju daje odašiljač. Međutim, budući da je tu snagu lakše izmjeriti od usmjerenosti, pojačanje antene se češće koristi od usmjerenosti. Pod pretpostavkom da se razmatra antena bez gubitaka, usmjerenost se može postaviti jednako pojačanju antene.

zračenje

Referentna antena se koristi za definiranje pojačanja antene. U većini slučajeva, referentna antena je pretpostavljeni višesmjerni radijator bez gubitaka (izotropni radijator ili antena) koji jednoliko zrači u svim smjerovima, ili jednostavna dipolna antena, barem u ravnini na koju se odnosi.

zračenje

Za antenu koja se mjeri, gustoća zračenja (snaga po jedinici površine) se određuje u točki na određenoj udaljenosti i uspoređuje s vrijednošću dobivenom pomoću referentne antene. Dobitak antene je omjer dviju gustoća zračenja.

zračenje

Na primjer, ako usmjerena antena proizvodi 200 puta veću gustoću zračenja od izotropne antene u određenom prostornom smjeru, vrijednost pojačanja antene G je 200 ili 23 dB.

zračenje

Uzorak antene

Dijagram antene je grafički prikaz prostorne distribucije energije koju zrači antena. Ovisno o primjeni, antena bi trebala primati samo iz određenog smjera, ali ne i signale iz drugih smjerova (npr. TV antena, radarska antena), s druge strane, automobilska antena bi trebala moći primati odašiljače iz svih mogućih smjerova.

zračenje

Dijagram zračenja antene je grafički prikaz elemenata karakteristika zračenja antene. Dijagram antene obično je grafički prikaz usmjerenih karakteristika antene. Predstavlja relativni intenzitet energetskog zračenja ili količinu jakosti električnog ili magnetskog polja kao funkciju smjera antene. Antenski dijagrami se mjere ili generiraju simulacijskim programima na računalu, na primjer, da bi se grafički prikazala usmjerenost radarske antene i time procijenila njezina izvedba.

zračenje

U usporedbi s omnidirekcijskim antenama, koje ravnomjerno zrače u svim smjerovima zrakoplova, usmjerene antene favoriziraju jedan smjer i stoga postižu veći domet u tom smjeru uz manju snagu prijenosa. Uzorci zračenja antene grafički ilustriraju preferencije određene mjerenjima. Zbog uzajamnosti zajamčene su identične odašiljačke i prijamne karakteristike antene. Dijagram prikazuje usmjerenu distribuciju snage prijenosa kao jakosti polja i osjetljivosti antene tijekom prijema.

zračenje

Potrebna usmjerenost postiže se ciljanom mehaničkom i električnom konstrukcijom antene. Usmjerenost pokazuje koliko dobro antena prima ili odašilje u određenom smjeru. Predstavljen je u grafičkom prikazu (antenski dijagram) kao funkcija azimuta (horizontalni dijagram) i elevacije (vertikalni dijagram).

zračenje

Koristite kartezijanske ili polarne koordinatne sustave. Mjerenja u grafičkim prikazima mogu imati linearne ili logaritamske vrijednosti.

zračenje

Koristite mnoge formate prikaza. Kartezijevi koordinatni sustavi, kao i polarni koordinatni sustavi, vrlo su česti. Glavni cilj je prikazati reprezentativan uzorak zračenja vodoravno (azimut) za puni prikaz od 360° ili okomito (elevacija) uglavnom samo za 90 ili 180 stupnjeva. Podaci s antene mogu se bolje prikazati u kartezijevim koordinatama. Budući da se ti podaci također mogu ispisati u tablice, obično se daje prednost opisnijoj krivulji putanje u polarnim koordinatama. Za razliku od kartezijevog koordinatnog sustava, ovo izravno pokazuje smjer.

zračenje

Radi lakšeg rukovanja, transparentnosti i maksimalne svestranosti, uzorci zračenja obično su normalizirani na vanjske rubove koordinatnog sustava. To znači da je najveća izmjerena vrijednost poravnata s 0° i iscrtana na gornjem rubu grafikona. Daljnja mjerenja uzorka zračenja obično se prikazuju u dB (decibelima) u odnosu na ovu najveću vrijednost.

zračenje

Mjerilo na slici može varirati. Postoje tri vrste često korištenih mjerila crtanja; linearni, linearni logaritamski i modificirani logaritamski. Linearna skala naglašava glavni snop zračenja i obično potiskuje sve bočne snopove budući da su oni obično manji od jedan posto glavnog snopa. Međutim, linearna logaritamska skala dobro predstavlja bočne režnjeve i preferira se kada su razine svih bočnih režnjeva važne. Međutim, ostavlja dojam loše antene jer je glavni snop relativno malen. Modificirana logaritamska ljestvica (Slika 4) naglašava oblik glavnog snopa kada se komprimiraju bočni snopovi vrlo niske razine (<30 dB) prema središtu moda. Stoga je glavni režanj dvostruko veći od najjačeg bočnog režnja, što je povoljno za vizualnu prezentaciju. Međutim, ovaj se oblik prikaza rijetko koristi u tehnologiji jer je iz njega teško iščitati točne podatke.

zračenje

zračenje



horizontalni uzorak zračenja

Horizontalni dijagram antene je pogled odozgo na elektromagnetsko polje antene, izraženo kao dvodimenzionalna ravnina sa središtem na anteni.

Interes ovog prikaza je jednostavno dobiti usmjerenost antene. Obično je vrijednost -3 dB također dana kao isprekidani krug na skali. Sjecište između glavnog snopa i tog kruga rezultira takozvanom širinom snopa antene s pola snage. Ostali lako čitljivi parametri su omjer napredovanja/povlačenja, odnosno omjer između glavnog režnja i zadnjeg režnja, te veličina i smjer bočnih režnja.

zračenje

zračenje

Za radarske antene važan je omjer glavnog i bočnog snopa. Ovaj parametar izravno utječe na procjenu radarskog stupnja zaštite od smetnji.

zračenje

vertikalni uzorak zračenja

Oblik okomitog uzorka je okomiti presjek trodimenzionalne figure. Na prikazanom polarnom dijagramu (četvrtina kruga), položaj antene je ishodište, X-os je radarski domet, a Y-os je visina cilja. Jedna od tehnika mjerenja antene je solarno stroboskopsko snimanje pomoću mjernog alata RASS-S tvrtke Intersoft Electronics. RASS-S (Sustav podrške radarskoj analizi za lokacije) sustav je neovisan o proizvođaču radara za procjenu različitih elemenata radara povezivanjem s već dostupnim signalima, u radnim uvjetima.

zračenje

Slika 3: Okomit dijagram antene s kvadratnom karakteristikom kosekansa

Na slici 3, mjerne jedinice su nautičke milje za domet i stope za nadmorsku visinu. Zbog povijesnih razloga ove dvije mjerne jedinice još uvijek se koriste u upravljanju zračnim prometom. Ove jedinice su od sekundarnog značaja jednostavno zato što su ucrtane količine zračenja definirane kao relativne razine. To znači da je nišan dobio vrijednost (teorijskog) maksimalnog dometa izračunatog uz pomoć radarske jednadžbe.

zračenje

Oblik grafikona daje samo potrebne informacije! Da biste dobili apsolutnu vrijednost, potrebna vam je druga ploha mjerena pod istim uvjetima. Možete usporediti dva grafikona i uočiti pretjerana povećanja ili smanjenja performansi antene.

zračenje

Radijali su markeri za kutove elevacije, ovdje u koracima od pola stupnja. Nejednako skaliranje x- i y-osi (mnogo stopa u odnosu na mnogo nautičkih milja) rezultira nelinearnim razmakom između oznaka nadmorske visine. Visina se prikazuje kao linearni mrežni uzorak. Druga (isprekidana) mreža je orijentirana na zakrivljenost Zemlje.

zračenje

Trodimenzionalni prikazi antenskih dijagrama uglavnom su računalno generirane slike. Većinu vremena generiraju ih simulacijski programi i njihove su vrijednosti iznenađujuće blizu stvarnim izmjerenim dijagramima. Generiranje prave mjerne karte znači veliki trud u mjerenju, budući da svaki piksel slike predstavlja vlastitu mjernu vrijednost.

zračenje

Trodimenzionalni prikaz dijagrama antene u kartezijevim koordinatama s radarske antene na motornom vozilu.
(Snaga je dana u apsolutnim razinama! Stoga većina programa za mjerenje antene odabire kompromis za ovaj prikaz. Samo okomiti i vodoravni dijelovi dijagrama kroz antenu mogu se koristiti kao stvarna mjerenja.

zračenje

Svi ostali pikseli izračunavaju se množenjem cijele mjerne krivulje vertikalnog dijagrama s jednim mjerenjem horizontalnog dijagrama. Potrebna računalna snaga je ogromna. Osim što je ugodan prikaz u prezentacijama, njegova korist je upitna, jer se iz ovog prikaza ne mogu dobiti nikakve nove informacije u usporedbi s dva odvojena prikaza (horizontalni i vertikalni prikaz antene). Naprotiv: osobito u perifernim područjima, grafikoni generirani ovim kompromisom trebali bi znatno odstupati od stvarnosti.

zračenje

Dodatno, 3D crteži mogu se prikazati u kartezijevim i polarnim koordinatama.

zračenje

Širina snopa radarske antene obično se shvaća kao širina snopa polovice snage. Vršni intenzitet zračenja nalazi se u nizu mjerenja (uglavnom u anehoičnoj komori), a zatim u točkama smještenim s obje strane vrha, koje predstavljaju vršni intenzitet podignut na polovicu snage. Kutna udaljenost između točaka pola snage definirana je kao širina snopa. [1] Pola snage u decibelima je -3 dB, dakle polovica snage beamw

Povezivati ​​se Pošta