УСТРОЙСТВА СВЧ И АНТЕННЫ / 6

143

144

145

146

147

148

Рисунок 6.1 - Фотографии антенн

149

6.2 Классификация антенн

Классификацию антенн обычно проводят по способу формирования

излучаемого поля, выделяя четыре класса антенн:
1.	Излучатели небольших				размеров( l £ l ) для				диапазона частот
10 кГц - 1 ГГц.		К	числу антенн этого класса относятся вибраторные и
щелевые антенны, полосковые и микрополосковые антенны, рамочные
антенны.
2.	Антенны		бегущей	волны	с размерами		отl	до 10 l		для	диапазона
частот	3 МГц	–	10 ГГц.	К	таким	антеннам		относятся			спиральные,
диэлектрические, директорные и импедансные антенны.
3.	Антенные		решетки	с размерами		от l	до 100 l		и более для частот
3 Мгц -	30 ГГц.		Это антенны, состоящие из				большого			числа	отдельных

излучателей. Независимое изменение фаз возбуждения каждого элемента антенной решетки обеспечивает возможность электрического управления диаграммой направленности.

4. Апертурные антенны с размерами отl до 1000 l для диапазона частот 100 МГц—100 ГГц и выше. Наиболее распространены зеркальные,

рупорные и линзовые антенны.

6.3 Основные параметры антенн

Основными параметрами антенн являются комплексная диаграмма направленности и ее числовые характеристики, поляризационная характеристика и коэффициент направленного действия антенны.

Комплексная диаграмма направленности – это зависимость в дальней зоне амплитуды, фазы и поляризации поля, излучаемого антенной, от угловых координат.

150

В дальней зоне напряженность электромагнитного поля, излучаемого

антенной, в сферической

системе

координат R,

Q,

j определяется

соотношением

&

e-ikR

&

(Q,j) ,

(6.1)

E

= A ×

E

R

гдеR, Q, j - координаты сферической системы координат,

k =

2p

– волновое число,

l

A – множитель,

определяющий

амплитуду

поля

излучения

антенны,

R – расстояние от антенны до точки наблюдения.

Функция

&

-

это

векторная

комплексная

диаграмма

E (Q,j)

направленности антенны, представляет собой зависимость амплитуды, фазы

и поляризации поля от угловых координат.

&

if (Q,j )

&

(6.2)

E (Q,j) = F (Q,j) ×e

× е (Q,j) × ,

где F (Q,j) – диаграмма направленности, показывающая зависимость амплитуды поля в дальней зоне от угловых координат,

f(Q,j) – фазовая диаграмма направленности,

е&(Q,j) – поляризационная характеристика антенны - векторная функция, задающая ориентацию вектора электрического поля в пространстве и во времени.

Наибольший интерес представляет нормированная диаграмм направленности F (Q,j) , наибольшее значение которой равно единице, т.е.

max[F (Q,j)]= 1.

151

Диаграмма направленности любой антенны представляет собой пространственную трехмерную поверхность.

Наиболее часто встречаются тороидальные, игольчатые, веерные и косекансные диаграммы направленности.

Характерной особенностью тороидальной диаграммы направленности является равномерное излучение в плоскости, перпендикулярной оси тороида

(рисунок 6.2).

Рисунок 6.2 - Тороидальная диаграмма направленности
Область	применения	антенн	с	тороидальной	диагра

направленности - радиосвязь, радионавигация и радиовещание.

Игольчатые диаграммы направленности имеют на фоне многих боковых лепестков ярко выраженный главный лепесток почти симметричной формы (рисунок 6.3).

Рисунок 6.3 - Игольчатая диаграмма направленности

В веерных диаграммы направленности (рисунок 6.4) ширина главного лепестка в двух взаимно перпендикулярных плоскостях сильно отличается.

152