Антенно-фидерные устройства и распространение радиоволн ЛЕКЦИЯ № 7 ОСНОВЫ

и их параметры

электромагнитных волн.
Процесс приёма заключается в преобразовании радиоволн, пришедших к приёмной

антенне, в направленную электромагнитную волну, воздействующую на входное устройство приёмника:

на поверхности металлического тела должно выполняться граничное условие: E =

0.
Результирующее поле можно рассматривать как результат суперпозиции первичного поля и вторичного поля, излучённого поверхностными токами, протекающими по поверхности металлического тела:

E = E’ + E'’ = 0

происходит процесс переизлучения энергии. Если к рассматриваемому телу подключить волновод,

то наведённые токи возбудят колебания в нём. Энергия вторичных токов расходуется на создание вторичного поля и на создание в фидерной линии направленных волн.
Способ отбора энергии в приёмник зависит от диапазона волн и назначения антенны. Различают: 1) электрический способ, т. е. фидер включён в разрыв антенны; 2) магнитный способ, когда применяется рамка; 3) электромагнитный, когда подключаются волноводы.

ЭДС  и внутренним комплексным сопротивлением:
Za=Ra+Xa,
Хa - характеризует реактивное

поле стоячих волн,
Ra - характеризует переизлучаемую мощность и мощность потерь в короткозамкнутой антенне,
 - определяется напряженностью поля приходящей волны, поляризацией волны и конструкцией приёмной антенны.

характеризуется комплексным сопротивлением:
Комплексной амплитудой тока :

по напряжению - зависимость амплитуды ЭДС на клеммах антенны от

направления прихода плоской электромагнитной волны.
3) КНД приёмной антенны характеризует направленные свойства антенны и определяется в сравнении с изотропной антенной.
4) КПД приёмной антенны - отношение мощности, отдаваемой антенной в нагрузку к мощности, которую бы отдавала антенна в случае без потерь.
5) Коэффициент усиления приёмной антенны определяется также как и КНД, но с учётом потерь энергии в антенне.

связывающий между собой амплитуду напряжения электрического поля приходящей волны и

ЭДС на клеммах антенны.
7) Эффективная площадь приёмной антенны - коэффициент, имеющий размерность площади и связывающий между собой величину вектора Пойтинга приходящей волны и мощности, выделяемой в согласованной нагрузке.
Мощность в приёмнике:

Pпр(,)=ПAэ(,) (7.2)

Aэ(,) - эффективная площадь антенны.

максимального приёма.
Для апертурных антенн вводится коэффициент использования поверхности равный отношению

эффективной площади к геометрической площади раскрыва:

V = AЭ/S

все параметры антенны не выходят из заданных пределов.
9) Эффективная шумовая

температура антенны - при приёме слабых сигналов диапазона СВЧ по аналогии с источниками теплового шума.

антенн
Он применим для среды, обладающей линейчатыми свойствами, при этом сторонние

источники ЭДС должны быть исключены из рассматриваемой области. Рассмотрим две произвольно направленные в пространстве антенны 1 и 2. Будем считать известными параметры этих антенн в режиме передачи: входные сопротивления, ДН, действующие длины, КПД, КНД.
1) Включим антенну 1 на передачу, для чего подключим генератор с ЭДС. Антенна 1 создаёт поле излучения , напряжённость которого у антенны 2 есть E21, во 2-ой антенне в результате будет протекать ток I21.

антенны 1 возникает ток I12.

взаимности:
В цепи 1-ой антенны выполняется закон Ома:

расстояние между антеннами;  и  - углы, определяющие направление

к антенне 2, относительно оси антенны 1.
Определив ток из формулы 7.5 и подставив его в предыдущую формулу получим:

слева все величины, относящиеся к антенне 1, а справа к

антенне 2, в результате имеем:

=

в цепи антенны в режиме приема; Z - сопротивление подключенной

к клеммам антенны; ZA-входное сопротивление антенны в режиме передачи;lд, F(,), действующая длина и КНД определяются в режиме передачи.

Выражение в левой части не зависит ни от одной величины из правой. Параметры антенны 1 не зависят от параметров антенны 2. Т. о. слева и справа стоят независимые величины, это даёт основания заключить, что каждая из них равна одной и той же постоянной N:

сопротивление приемной антенны;
Z - сопротивление приемника, подключенного к клеммам антенны.
(7.9)
Из

эквивалентной схемы следует, что числитель соотношения 7.9 представляет собой ЭДС генератора:

N для диполя Герца. Пусть линейно поляризованная электромагнитная волна с

амплитудой напряжённости электрического поля E падает углом  на

диполь Герца, лежащий в плоскости поляризованной волны. ЭДС, наведённая на элементарном участке пропорциональна проекции напряжённости электрического поля на ось диполя.

ЭДС:
 = El1Sin (7.12)

Сравним формулы 7.10 и 7.13 - получается, что

N = 1.
Т. о. действующая длина антенны в режиме приёма равна действующей длине в режиме передачи, а ДН в режиме приёма совпадает с ДН в режиме передачи.