Учебное пособие: Командно-штабна машина Р-142Н

При впливі на прийомну спрямовану антену прицільної перешкоди в межах головного пелюстка діаграми спрямованості (рис.1б) ступінь її ослаблення буде залежати від ширини головного пелюстка і від того, наскільки відрізняються між собою напрямки приходу перешкоди Еп і сигналу Ес. Чим більше відрізняються кути приходу і чим уже головний пелюсток, тим більше послабляються перешкоди. Максимальне ослаблення буде в тому випадку, коли напрямок приходу перешкоди збігається з напрямком нульового прийому антени.

Істотного ослаблення перешкоди можна досягти шляхом повороту антени чи її діаграми спрямованості на такий кут, при якому напрямок мінімального прийому діаграми спрямованості збігається з напрямком приходу перешкоди. У цьому випадку, незважаючи на деяке ослаблення сигналу, можна значно збільшувати відношення сигнал/ перешкода на вході приймача (рис.1в).

Звідси видно, настільки велика роль антен у визначенні енергетичного потенціалу, особливо якщо врахувати, що збільшення потужності передавачів мобільних радіостанцій має межу.

Військові радіозасоби працюють в особливих умовах. Це викликає необхідність у створенні і застосуванні антен спеціальних типів і конструкцій. Крім необхідних електричних характеристик, приймаються в увагу габарити, транспортабельність, час розгортання і згортання, маскування, надійність і захищеність антен.

Грамотне застосування антен у різноманітних умовах місцевості, на стоянці, при зупинках і в русі, маскування і захист від розвідки і поразки, маневр частотами й антенами для підтримки стійкого радіозв'язку в суцільний перешкодовой обстановці жадає від особового складу радіопідрозділів чіткого знання властивостей антен і творчого використання їх можливостей.

Основні характеристики антен.

Потужність випромінювання Р∑ - потужність, що витрачається на створення ЕМХ (поля випромінювання). Напруженості електричного і магнітного векторів електромагнітного поля у вільному просторі зменшуються пропорційно відстані r.

Потужність передавача РА – потужність, що надходить в антену від передавача. Вона визначається вираженням (2):

(2)

де: IA - амплітуда струму на вході антени;

RA_активна складова вхідного опору антени.

Однак не вся потужність РА, яка підводиться до антени, затрачається на створення поля випромінювання.

Потужність втрат РП - частина потужності передавача РА, що витрачається на нагрівання металу провідників, на діелектричні втрати в ізоляторах, на втрати в землі з кінцевою провідністю і втрати іншого фізичного походження. Тому:

РА=Р∑ +РП (3)

Вхідний опір антени ZА визначається вираженням (4):

(4)

де: RA і XA - активна і реактивна складові вхідного опору антени.

5. Коефіцієнт корисної дії антени ηА визначається як відношення випромінюваної потужності Р∑ до потужності РА, яка підводиться до антени (5):

(5)

Коефіцієнт корисної дії визначає ефективність антени як перетворювача ВЧ енергії в енергію ЕМХ. Для того щоб передавач віддавав в антену максимальну потужність необхідно погодити вихідний опір передавача вхідним опором антени. Однак активна складова RА вхідного опору антени може відрізнятися від величини вихідного опору передавача, тому виникає необхідність у трансформації активної частини вхідного опору антени. Ця задача вирішується за допомогою органів зв'язку з антеною. Компенсація ж реактивної складовий XА вхідного опору антени здійснюється за допомогою органів настроювання антени (рис.2). Номінали органів настроювання і зв'язки залежать від значень реактивної й активної складових вхідного опору антени.

6. Характеристика направленості – це залежність амплітуди напруженості поля від напрямку в просторі на однаковому, досить великому, відстані від антени. На однаковій відстані від антени, але в різних напрямках, величина напруженості поля різна. Інакше кажучи, антена має спрямовану властивість. Графічне зображення характеристики направленості називають діаграмою направленості. Для порівняння різних антен по направленості користаються нормованою характеристикою направленості, у якої максимальне значення дорівнює одиниці. Вона виходить шляхом розподілу всіх значень характеристик направленості на максимальне значення:

(6)

???????? ??????? ????????????? ??????? ? ???????? ?? ??????????? ???????? ?????????. ?? ???????? ???????????? ?????????? ??????????? ???????? ????????????? ???????? ? ???? ??????? ???????????????? ????????, ?? ????????? ????? ???????? ????????????? ??????????????. ??? ?????, ???????????? ?? ???????? ?????, ???????? ????????? ????? ?????, ??? ???????? ???????? ????????????? ? ?????????????? (??????? F(j)) ? ???????????? (??????? F(q)) ????????, ?? q ? j - ?????? ?????????? ? ????????? ??????? ?????????.

У діаграмі направленості антени розрізняють головний і бічний пелюстки, рівень яких визначається стосовно головного.

Ступінь концентрації електромагнітної енергії в головному напрямку характеризується шириною головного пелюстка (шириною діаграми направленості).

Шириною головного пелюстка (шириною діаграми направленості) називають кут між двома напрямками, у межах якого напруженість поля зменшується в раз.

7. Коефіцієнт спрямованої дії D показує властивість антени концентрувати випромінювання у визначених напрямках і він визначається як відношення потужності випромінювання ненаправленої (гіпотетичної) антени Р∑0 до потужності випромінювання спрямованої антени Р∑, що створюють на однаковій відстані рівні напруженості поля:

(7)

Оскільки при застосуванні спрямованої антени потужність випромінювання затрачається на створення поля в більш вузькому секторі кутів, можна говорити про виграш у величині напруженості поля:

8. Коефіцієнт підсилення антени G показує, у скількох разів меншу потужність можна підвести до спрямованої антени в порівнянні з потужністю, яка підводиться до ненаправленої антени без утрат, щоб одержати однакову напруженість поля в крапці прийому. Коефіцієнт підсилення антени застосовується для оцінки виграшу, що дається застосуванням спрямованої антени і визначається вираженням (8):