آنتن، صرف نظر از طراحی آن، دارای خاصیت برگشت پذیری است (هم برای دریافت و هم برای تابش می تواند کار کند). اغلب در پیوندهای مایکروویو، یک آنتن می تواند همزمان به گیرنده و فرستنده متصل شود. این اجازه می دهد تا سیگنال در یک جهت در فرکانس های مختلف منتشر و دریافت شود.

تقریباً تمام پارامترهای آنتن گیرنده با پارامترهای آنتن فرستنده مطابقت دارد، اما گاهی اوقات آنها معنای فیزیکی کمی متفاوت دارند.

علیرغم اینکه آنتن های گیرنده و فرستنده دارای اصل دوگانگی هستند، از نظر طراحی می توانند تفاوت های قابل توجهی داشته باشند. این به این دلیل است که آنتن فرستنده باید قدرت قابل توجهی را از خود عبور دهد تا سیگنال الکترومغناطیسی را در فواصل طولانی (حداکثر ممکن) منتقل کند. اگر آنتن برای دریافت کار می کند، با میدان هایی با شدت بسیار کم تعامل دارد. نوع ساختار انتقال جریان آنتن اغلب ابعاد نهایی آن را تعیین می کند.

شاید مشخصه اصلی هر آنتنی الگوی جهت باشد. بسیاری از پارامترهای کمکی و ویژگی های انرژی مهم مانند بهره و جهت گیری از آن ناشی می شود.

الگوی جهت

الگوی جهت (DP) وابستگی قدرت میدان ایجاد شده توسط آنتن در فاصله کافی از زوایای مشاهده در فضا است. از نظر حجم، نمودار آنتن جهتی ممکن است شبیه به شکلی باشد که در شکل 1 نشان داده شده است.

تصویر 1

آنچه در شکل بالا نشان داده شده است جهت نموداری فضایی نیز نامیده می شود که سطح حجم است و می تواند چندین ماکزیمم داشته باشد. حداکثر اصلی که در شکل با رنگ قرمز مشخص شده است، لوب اصلی نمودار نامیده می شود و با جهت تابش اصلی (یا دریافت) مطابقت دارد. بر این اساس، اولین حداقل یا (کمتر اوقات) مقادیر صفر قدرت میدان در اطراف لوب اصلی، مرز آن را تعیین می کند. تمام مقادیر ماکزیمم فیلد دیگر لبه های جانبی نامیده می شوند.

در عمل، آنتن‌های مختلفی وجود دارند که می‌توانند چندین جهت حداکثر تابش داشته باشند یا اصلاً لبه‌های جانبی نداشته باشند.

برای راحتی تصویر (و کاربرد فنی)، MD ها معمولاً در دو صفحه عمود بر هم در نظر گرفته می شوند. به عنوان یک قاعده، اینها صفحات بردار الکتریکی E و بردار مغناطیسی H (که در اکثر رسانه ها بر یکدیگر عمود هستند) هستند، شکل 2.

تصویر 2

در برخی موارد، BP در سطوح عمودی و افقی نسبت به صفحه زمین در نظر گرفته می شود. نمودارهای صفحه توسط سیستم های مختصات قطبی یا دکارتی (مستطیلی شکل) به تصویر کشیده می شوند. در مختصات قطبی، نمودار بصری تر است و هنگامی که روی نقشه قرار می گیرد، می توانید ایده ای از منطقه تحت پوشش آنتن ایستگاه رادیویی داشته باشید، شکل 3.

شکل 3

نمایش الگوی تابش در یک سیستم مختصات مستطیلی برای محاسبات مهندسی راحت‌تر است؛ چنین ساختاری اغلب برای مطالعه ساختار خود نمودار استفاده می‌شود. برای این، نمودارها عادی ساخته می شوند و حداکثر اصلی به یک کاهش می یابد. شکل زیر یک الگوی معمولی آنتن بازتابنده معمولی را نشان می دهد.

شکل 4

در مواردی که شدت تابش جانبی نسبتاً کم است و اندازه گیری تابش جانبی در مقیاس خطی دشوار است، از مقیاس لگاریتمی استفاده می شود. همانطور که می دانید، دسی بل مقادیر کوچک را بزرگ و مقادیر بزرگ را کوچک می کند، بنابراین همان نمودار در مقیاس لگاریتمی مانند زیر است:

شکل 5

تعداد نسبتاً زیادی از ویژگی هایی که برای تمرین مهم هستند را می توان به تنهایی از الگوی تابش خارج کرد. بیایید نمودار نشان داده شده در بالا را با جزئیات بیشتری بررسی کنیم.

یکی از مهمترین پارامترها لوب اصلی θ 0 با انتشار صفر و لوب اصلی θ 0.5 با نیمه توان است. نیمی از توان 3 دسی بل یا 0.707 در قدرت میدان است.

شکل 6

شکل 6 نشان می دهد که عرض لوب اصلی برای تابش صفر 0 = 5.18 درجه است و عرض در سطح نیمه توان 0.5 = 2.15 درجه است.

همچنین، نمودارها با شدت تابش جانبی و پشتی (قدرت لوب های جانبی و پشتی) ارزیابی می شوند، از این رو دو پارامتر مهم دیگر آنتن به دنبال دارد - این ضریب حفاظت و سطح لوب های جانبی است. .

ضریب حفاظت نسبت قدرت میدان تابش شده توسط آنتن در جهت اصلی به شدت میدان تابش شده در جهت مخالف است. اگر جهت لوب اصلی نمودار در جهت 180 درجه در نظر گرفته شود، نقطه مقابل آن در 0 درجه است. هر جهت دیگر تابش نیز امکان پذیر است. بیایید ضریب عملکرد حفاظتی نمودار مورد نظر را پیدا کنیم. برای وضوح، ما آن را در یک سیستم مختصات قطبی به تصویر خواهیم کشید (شکل 7):

شکل 7

در نمودار، نشانگرهای m1 و m2 به ترتیب سطوح تابش را در جهت معکوس و رو به جلو نشان می دهند. ضریب عمل حفاظتی به صورت زیر تعریف می شود:

در واحدهای نسبی مقدار یکسان دسی بل:

سطح لوب جانبی (LBL) معمولاً بر حسب dB مشخص می شود، بنابراین نشان می دهد که سطح لوب جانبی در مقایسه با سطح لوب اصلی چقدر ضعیف است، شکل 8.

شکل 8

اینها دو پارامتر مهم هر سیستم آنتنی هستند که مستقیماً از تعریف الگوی جهت پیروی می کنند. KND و KU اغلب با یکدیگر اشتباه گرفته می شوند. بیایید به بررسی آنها بپردازیم.

عامل جهت

ضریب عمل جهت دار (CDI) نسبت مربع قدرت میدان ایجاد شده در جهت اصلی (E 0 2) به مقدار میانگین مربع قدرت میدان در همه جهات است (E cf 2). همانطور که از تعریف مشخص است، جهت دهی ویژگی های جهت آنتن را مشخص می کند. LPC تلفات را در نظر نمی گیرد، زیرا با توان تابشی تعیین می شود. از موارد فوق می توانید فرمول محاسبه KND را نشان دهید:

D = E 0 2 / E cf 2

اگر آنتن برای دریافت کار می کند، نشانگر جهت دهی نشان می دهد که چند بار نسبت قدرت سیگنال به نویز در هنگام جایگزینی آنتن جهت دار با یک آنتن همه جهته بهبود می یابد، اگر تداخل به طور یکنواخت از همه جهات باشد.

برای یک آنتن فرستنده، شکل جهت دهی نشان می دهد که اگر آنتن همه جهته با یک آنتن جهت دار جایگزین شود، در حالی که همان قدرت میدان در جهت اصلی حفظ شود، چند برابر توان تابش باید کاهش یابد.

جهت دهی یک آنتن کاملاً همه جهته به وضوح برابر با یک است. از نظر فیزیکی، الگوی تابش فضایی چنین آنتنی مانند یک کره ایده آل به نظر می رسد:

شکل 9

چنین آنتنی در همه جهات به یک اندازه تابش می کند، اما در عمل امکان پذیر نیست. بنابراین نوعی انتزاع ریاضی است.

کسب کردن

همانطور که در بالا ذکر شد، جهت دهی افت آنتن را در نظر نمی گیرد. پارامتری که ویژگی های جهت آنتن را مشخص می کند و تلفات موجود در آن را در نظر می گیرد بهره نامیده می شود.

بهره (KU) G نسبت مربع قدرت میدان ایجاد شده توسط آنتن در جهت اصلی (E 0 2) به مقدار میانگین مربع قدرت میدان (E oe 2) ایجاد شده توسط آنتن مرجع است. ، زمانی که توان های عرضه شده به آنتن ها برابر باشد. همچنین توجه می کنیم که هنگام تعیین KU، کارایی آنتن مرجع و اندازه گیری شده در نظر گرفته می شود.

مفهوم آنتن مرجع در درک بهره بسیار مهم است و انواع مختلفی از آنتن های مرجع در باندهای فرکانسی مختلف استفاده می شود. در محدوده امواج بلند / متوسط، یک ویبراتور تک قطبی عمودی با طول موج یک چهارم به عنوان استاندارد در نظر گرفته شده است (شکل 10).

شکل 10

برای چنین ویبراتور مرجع، D e = 3.28، بنابراین، بهره آنتن موج بلند / موج متوسط ​​از طریق جهت به شرح زیر تعیین می شود: G = D * ŋ / 3.28، که در آن ŋ راندمان آنتن است.

در محدوده امواج کوتاه، یک لرزاننده نیم موج متقارن به عنوان آنتن مرجع در نظر گرفته می شود که برای آن De = 1.64، سپس KU:

G = D * ŋ / 1.64

در محدوده مایکروویو (و این تقریباً تمام آنتن‌های Wi-Fi، LTE و دیگر مدرن هستند)، یک فرستنده همسانگرد که De = 1 را می‌دهد و دارای نمودار فضایی نشان داده شده در شکل 9 است، به عنوان امیتر مرجع در نظر گرفته می‌شود.

بهره یکی از پارامترهای تعیین کننده آنتن های فرستنده است، زیرا نشان می دهد که چند بار باید توان عرضه شده به آنتن جهت دار را در مقایسه با مرجع کاهش داد تا قدرت میدان در جهت اصلی بدون تغییر باقی بماند.

KND و KU عمدتاً در دسی بل بیان می شوند: 10lgD، 10lgG.

نتیجه

بنابراین، برخی از خصوصیات میدانی آنتن ناشی از الگوی تابش و مشخصه های توان (جهت دهی و کنترل) را در نظر گرفته ایم. بهره آنتن همیشه کمتر از عملکرد جهت است، زیرا بهره از دست دادن آنتن را در نظر می گیرد. تلفات می تواند به دلیل انعکاس نیرو به خط تغذیه تغذیه، جریان های عبوری از دیوارها (به عنوان مثال، یک بوق)، سایه انداختن نمودار توسط بخش های ساختاری آنتن و غیره ایجاد شود. در سیستم های آنتن واقعی، تفاوت بین جهت و KU می تواند 1.5-2 دسی بل باشد.

همانطور که قبلاً ذکر شد، ارائه سطح به اندازه کافی کم از لوب های جانبی در الگوی آنتن، یکی از مهم ترین الزامات آنتن های مدرن است.

هنگام تجزیه و تحلیل سیستم های خطی قطره چکان های مستقر، وابستگی سطح لوب های جانبی به قانون AR در سیستم مشاهده شد.

در اصل، امکان انتخاب چنین قانون AR در سیستم وجود دارد که در آن هیچ لوب جانبی در DP وجود ندارد.

در واقع، اجازه دهید یک شبکه درون فازی از دو همسانگرد وجود داشته باشد

قطره چکان ها در فاصله ای دور قرار گرفته اند د= - از یکدیگر (شکل 4.36).

دامنه های برانگیختگی ساطع کننده ها یکسان در نظر گرفته خواهد شد (AR یکنواخت). مطابق با فرمول (4.73)، DN شبکه دو عنصری

وقتی 0 از ± تغییر می کند - مقدار sin0 از 0 به 1 ± تغییر می کند و مقدار D0 از 2 به 0 تغییر می کند. DN فقط یک گلبرگ (اصلی) دارد (شکل 4.36). لوب های جانبی وجود ندارند.

یک شبکه خطی متشکل از دو عنصر را در نظر بگیرید که هر کدام همان شبکه ای است که در بالا مورد بحث قرار گرفت. شبکه جدید همچنان در فاز در نظر گرفته می شود، فاصله بین عناصر است ایکس

d = -(شکل 4.37، آ).

برنج. 4.36. آرایه فازی از دو قطره چکان همسانگرد

برنج. 4.37.

قانون AR در شبکه به شکل 1 است. 2 1 (شکل 4.37، ب).

مطابق با قانون ضرب، DN شبکه هیچ لوب جانبی ندارد (شکل 4.37، v):

مرحله بعدی یک سیستم خطی در فاز است که از دو تشکیل شده است

موارد قبلی، در یک خط مستقیم در فاصله جابجا شده اند - (شکل 4.38، آ).ما یک شبکه چهار عنصری با AR 1 دریافت می کنیم. 3; 3; 1 (شکل 4.38، ب). BP این توری نیز فاقد لوب جانبی است (شکل 4.38، ج).

با ادامه، طبق الگوریتم برنامه ریزی شده، افزایش تعداد امیترها در سیستم، برای DP آرایه درون فاز، متشکل از هشت عنصر، فرمول را به دست می آوریم.

برنج. 4.38.

AR در چنین شبکه ای بر این اساس به شکل زیر نوشته می شود: 1; 7; 21; 35; 35; 21; 7; 1. اعداد نوشته شده ضرایبی در بسط دوجمله ای نیوتن (1 + x) 7 در یک سری هستند، بنابراین AR مربوطه نامیده می شود. دو جمله ای

در حضور یک سیستم گسسته خطی پ AR دوجمله ای ساطع کننده توسط ضرایب بسط دو جمله ای نیوتن تعیین می شود (1 + x) n ~ 1، و MD سیستم - با بیان

همانطور که از بیان (4.93) می بینیم، BP هیچ لوب جانبی ندارد.

بنابراین، به دلیل استفاده از AA دو جمله ای در سیستم گسسته درون فاز، امکان حذف کامل لوب های جانبی وجود دارد. با این حال، این به قیمت گسترش قابل توجه (در مقایسه با یک AA یکنواخت) لوب اصلی و کاهش جهت گیری سیستم به دست می آید. علاوه بر این، مشکلاتی در ارائه عملی تحریک در فاز امیترها و یک AA دو جمله ای به اندازه کافی دقیق در سیستم ایجاد می شود.

یک سیستم AR دوجمله ای به تغییرات در PRA بسیار حساس است. اعوجاج های کوچک در قانون PRA باعث ظاهر شدن لوب های جانبی در DN می شود.

به این دلایل، دو جمله ای AA عملا در آنتن ها استفاده نمی شود.

معلوم می شود که AR عملی تر و مفیدتر است، که در آن به اصطلاح MD بهینه به دست می آید. بهینه چنین DN قابل درک است, که در آن، برای عرض معینی از لوب اصلی، سطح لوب های جانبی حداقل است، یا در سطح معینی از لوب های جانبی، عرض لوب اصلی حداقل است. AR مربوط به DN بهینه را نیز می توان بهینه نامید.

برای یک سیستم فازی گسسته از ساطع کننده های همسانگرد،

در فاصله ای قرار گرفته است آ> - از یکدیگر، بهینه است

Dolph - Chebyshevskoe AR. با این حال، در تعدادی از موارد (برای تعداد معینی از ساطع کننده ها و سطح مشخصی از لوب های جانبی)، این AR با "ترکیدن" شدید در لبه های سیستم مشخص می شود (شکل 4.39، آ)و اجرای آن دشوار است. در این موارد، فرد به AR شبه بهینه با فروپاشی صاف به لبه‌های سیستم منتقل می‌شود (شکل 4.39، ب).

برنج. 4.39. توزیع دامنه: آ- Dolph - Chebyshevskoe;

ب -شبه بهینه

با AR شبه بهینه، در مقایسه با سطح بهینه، سطح لوب های جانبی کمی افزایش می یابد. با این حال، اجرای یک AA شبه بهینه بسیار ساده تر است.

مشکل یافتن AA بهینه و بر این اساس شبه بهینه برای سیستم های تابشگرهای مستقر حل شد. برای چنین سیستم هایی، AR شبه بهینه، برای مثال، توزیع تیلور است.

سطح تابش نسبی (نرمال شده به حداکثر BP) آنتن در جهت لوب های جانبی. به عنوان یک قاعده، UBL در دسی بل بیان می شود، کمتر UBL تعیین می شود "به قدرت"یا "در این زمینه".

نمونه ای از الگوی تابش آنتن و پارامترهای الگوی آنتن: عرض، جهت، UBL، سطح نسبی تابش پشت

الگوی آنتن یک آنتن واقعی (اندازه محدود) یک تابع نوسانی است که در آن یک حداکثر جهانی متمایز می شود که مرکز است. لوب اصلی MD ها، و همچنین سایر ماکزیمم های محلی MD ها و به اصطلاح مربوطه گلبرگ های کناری DN. مدت، اصطلاح سمتباید به عنوان درک شود سمت، نه به معنای واقعی کلمه (گلبرگ جانبی). گلبرگ های DN به ترتیب از گلبرگ اصلی شماره گذاری می شوند که عدد صفر به آن اختصاص داده شده است. لوب پراش (تداخلی) الگوی آنتن که در یک آرایه آنتن کمیاب ایجاد می شود، یک جانبی در نظر گرفته نمی شود. حداقل BP که لوب های BP را از هم جدا می کند نامیده می شود صفرها(سطح تابش در جهت صفرهای AP می تواند به طور دلخواه کوچک باشد، اما در واقعیت، تابش همیشه وجود دارد). ناحیه تشعشع جانبی به زیر مناطق تقسیم می شود: نزدیک ناحیه سایدلوب(در مجاورت لوب اصلی DN)، منطقه میانیو ناحیه لوب سمت خلفی(کل نیمکره عقب).

• UBL به معنی سطح نسبی بزرگترین لوب جانبی الگو... به عنوان یک قاعده، اولین لوب جانبی (در مجاورت اصلی) از نظر اندازه بزرگترین است.

برای آنتن های با جهت دهی بالا نیز استفاده می کنند میانگین انتشار جانبی(BP نرمال شده به حداکثر خود در بخش زوایای تشعشع جانبی به طور میانگین محاسبه می شود) و سطح لوب سمت دور(سطح نسبی بزرگترین لوب جانبی در ناحیه لوب های جانبی خلفی).

برای آنتن های تابش طولی، پارامتر سطح نور پس زمینه نسبی(از انگلیسی. جلو به عقب, F/B- نسبت رو به جلو / عقب)، و این تابش هنگام ارزیابی UBL در نظر گرفته نمی شود. پارامتر انتشار جانبی نسبی(از انگلیسی. مقابل, F/S- نسبت رو به جلو / پهلو).

UBL، مانند عرض لوب اصلی الگوی آنتن، پارامترهایی هستند که وضوح و ایمنی نویز سیستم های مهندسی رادیو را تعیین می کنند. بنابراین در مشخصات فنی توسعه آنتن ها اهمیت زیادی به این پارامترها داده شده است. عرض پرتو و UBL هم در هنگام راه اندازی آنتن و هم در حین کار نظارت می شود.

اهداف کاهش UBL

• در حالت دریافت، آنتنی با UBL پایین "ایمن تر از نویز" است، زیرا انتخاب بهتری را در فضای سیگنال مفید در برابر پس زمینه نویز و تداخل انجام می دهد، که منابع آن در جهت ها قرار دارند. لوب های جانبی
• آنتن با UBL کم، سازگاری الکترومغناطیسی بیشتری را با سایر وسایل الکترونیکی رادیویی و دستگاه‌های فرکانس بالا فراهم می‌کند.
• آنتن پایین UBL مخفی کاری بیشتری را به سیستم می دهد
• در آنتن سیستم ردیابی خودکار هدف، ردیابی اشتباه در امتداد لوب های جانبی امکان پذیر است
• کاهش UBL (با عرض ثابت لوب اصلی الگو) منجر به افزایش سطح تابش در جهت لوب اصلی الگو می شود (به افزایش جهت دهی): تابش آنتن در جهتی غیر از جهت اصلی، اتلاف انرژی خالی است. با این حال، به عنوان یک قاعده، با ابعاد آنتن ثابت، کاهش UBL منجر به کاهش ابزار دقیق، گسترش لوب اصلی AP و کاهش جهت می شود.

هزینه ای که باید برای UBL کمتر پرداخت شود، گسترش لوب اصلی الگوی آنتن (با ابعاد ثابت آنتن)، و همچنین، به عنوان یک قاعده، طراحی پیچیده تر سیستم توزیع و راندمان پایین تر (در PAA) است.

راه های کاهش UBL

از آنجایی که الگوی آنتن در ناحیه دور و توزیع دامنه-فاز (APD) جریان های امتداد آنتن با تبدیل فوریه به یکدیگر مرتبط هستند، UBL به عنوان پارامتر ثانویه الگو توسط قانون APR تعیین می شود. راه اصلیکاهش UBL هنگام طراحی یک آنتن، انتخاب توزیع فضایی هموارتر (افتادن به لبه های آنتن) دامنه جریان است. معیار این "صافی" ضریب استفاده از سطح (UUF) آنتن است.

مارکوف جی.تی، سازونوف دی.ام.آنتن ها - M.: Energiya, 1975 .-- S. 528.

Voskresensky D.I.دستگاه ها و آنتن های مایکروویو. طراحی آرایه های آنتن فازی .. - م.: رادیوتکنیکا، 1391.

سطح پشت و لبه های جانبی الگوی تابش ولتاژ γυ به عنوان نسبت EMF در پایانه های آنتن در هنگام دریافت - از سمت حداکثر لوب عقب یا جانبی به EMF از سمت حداکثر تعریف می شود. از لوب اصلی هنگامی که یک آنتن دارای چندین لوب انتهایی و جانبی با اندازه های مختلف باشد، معمولاً سطح بزرگترین لوب نشان داده می شود. سطح لوب پشتی و کناری را نیز می توان از روی توان (γ Ρ) با مجذور کردن سطح لوب پشت و پهلو بر حسب ولتاژ تعیین کرد. الگوی تشعشع نشان داده شده در شکل. 16، لوب پشت و پهلو از نظر EMF برابر با 0.13 (13%) یا از نظر توان 0.017 (1.7%) است. لبه های پشتی و جانبی آنتن های گیرنده تلویزیون جهت دار معمولاً در محدوده 0.1 ...، 25 (ولتاژ) هستند.

در ادبیات، هنگام توصیف ویژگی های جهت گیرنده آنتن های تلویزیون، سطح لوب های پشتی و جانبی اغلب نشان داده می شود، که برابر با میانگین حسابی سطوح لوب ها در فرکانس های میانی و شدید کانال تلویزیونی است. فرض کنید سطح لوب ها (بر حسب EMF) نمودار جهت آنتن کانال سوم (f = 76 ... 84 مگاهرتز) است: در فرکانس های 75 مگاهرتز - 0.18. 80 مگاهرتز - 0.1؛ 84 مگاهرتز - 0.23. میانگین سطح گلبرگ ها (0.18 + 0.1 + 0.23) / 3، یعنی 0.17 خواهد بود. ایمنی نویز آنتن را تنها در صورتی می توان با سطح متوسط ​​لوب ها مشخص کرد که "خوشه" تیز سطح لوب ها در باند فرکانس کانال تلویزیونی وجود نداشته باشد که به طور قابل توجهی از سطح متوسط ​​فراتر رود.

یک نکته مهم باید در مورد مصونیت آنتن پلاریزه عمودی ذکر شود. اجازه دهید به نمودار جهت نشان داده شده در شکل مراجعه کنیم. 16. در این نمودار که مشخصه آنتن های پلاریزه افقی در صفحه افقی است، لوب اصلی با جهت دریافت صفر از لوب های دنباله دار و کناری جدا می شود. آنتن های با قطبش عمودی (به عنوان مثال، آنتن های "کانال موج" با آرایش عمودی ویبراتورها) هیچ جهت دریافت صفر در صفحه افقی ندارند. بنابراین، لوب های پشتی و جانبی در این مورد به طور منحصر به فرد تعیین نمی شوند و ایمنی نویز در عمل به عنوان نسبت سطح سیگنال دریافتی از جهت جلو به سطح سیگنال دریافتی از جهت عقب تعیین می شود.

کسب کردن. هرچه جهت آنتن بیشتر باشد، یعنی هر چه زاویه باز شدن لوب اصلی کوچکتر باشد و سطح پشتی و کناری الگوی تشعشع کمتر باشد، EMF در پایانه های آنتن بیشتر می شود.

بیایید تصور کنیم که یک ارتعاش نیم موج متقارن در نقطه خاصی از میدان الکترومغناطیسی قرار گرفته است، به سمت حداکثر دریافت، یعنی طوری قرار دارد که محور طولی آن عمود بر جهت رسیدن موج رادیویی باشد. بر روی بار منطبق متصل به ویبراتور، بسته به قدرت میدان در نقطه دریافت، یک Ui ولتاژ مشخص ایجاد می‌شود. بگذارید آن را بیشتر بگذاریم! در همان نقطه میدان، به جای یک ویبراتور نیمه موج، یک آنتن با جهت گیری بالاتر به سمت حداکثر دریافت، به عنوان مثال، یک آنتن از نوع "کانال موج"، که نمودار جهت آن در شکل نشان داده شده است. . 16. فرض می کنیم که این آنتن دارای باری برابر با ویبره نیم موج بوده و با آن مطابقت دارد. از آنجایی که "کانال موج" آنتن نسبت به ویبراتور نیمه موج جهت دارتر است، بنابراین ولتاژ در بار U2 آن بیشتر خواهد بود. نسبت ولتاژ U 2 / 'Ui بهره ولتاژ Ki آنتن چهار عنصری است، یا همانطور که به آن "فیلد" گفته می شود.

بنابراین، بهره ولتاژ یا افزایش میدان یک آنتن را می توان به عنوان نسبت ولتاژ ایجاد شده توسط آنتن در یک بار منطبق به ولتاژ ایجاد شده در همان بار توسط یک ویبراتور نیمه موجی مطابق با آن تعریف کرد. در نظر گرفته می شود که هر دو آنتن در یک نقطه میدان الکترومغناطیسی قرار دارند و جهت حداکثر دریافت را دارند. مفهوم بهره قدرت Kp نیز اغلب استفاده می شود که برابر است با مجذور بهره ولتاژ (K P = Ki 2).

در تعیین سود باید بر دو نکته تاکید شود. ابتدا برای اینکه آنتن هایی با طرح های مختلف در کنار یکدیگر قرار گیرند، هر یک از آنها با یک آنتن - یک ویبراتور نیمه موج که یک آنتن مرجع در نظر گرفته می شود - مقایسه می شود. ثانیا، برای به دست آوردن در عمل یک افزایش در ولتاژ یا توان، که توسط بهره تعیین می شود، لازم است آنتن را به حداکثر سیگنال دریافتی جهت دهی کنیم، یعنی حداکثر لوب اصلی الگوی تابش جهت گیری شود. در آستانه رسیدن موج رادیویی بهره به نوع و طراحی آنتن بستگی دارد. اجازه دهید برای توضیح به آنتنی از نوع "کانال موج" مراجعه کنیم. بهره این آنتن با تعداد کارگردان ها افزایش می یابد. آنتن چهار عنصری (بازتابنده، ویبراتور فعال و دو کارگردان) دارای ولتاژ 2 است. هفت عنصر (بازتابنده، ویبراتور فعال و پنج کارگردان) - 2.7. یعنی اگر به جای نیم موج

ویبراتور برای استفاده از آنتن چهار عنصری ، سپس ولتاژ ورودی گیرنده تلویزیون 2 برابر (قدرت 4 برابر) و هفت عنصر - 2.7 برابر (قدرت 7.3 برابر) افزایش می یابد.

مقدار بهره آنتن در ادبیات یا در رابطه با یک ویبراتور نیمه موج یا در رابطه با یک امیتر به اصطلاح همسانگرد نشان داده شده است. ساطع کننده همسانگرد یک آنتن خیالی است که کاملاً فاقد ویژگی های جهتی است و الگوی تابش فضایی به ترتیب * شکل یک کره دارد. در طبیعت، ساطع کننده های همسانگرد وجود ندارند، و چنین امیتر به سادگی یک استاندارد مناسب برای مقایسه خواص جهت آنتن های مختلف است. مقدار محاسبه شده بهره ولتاژ ویبراتور نیم موج نسبت به امیتر همسانگرد 1.28 (2.15 دسی بل) است. بنابراین، اگر افزایش ولتاژ هر آنتن نسبت به رادیاتور همسانگرد شناخته شود، آن را بر 1.28 تقسیم می کنیم. ما بهره این آنتن را نسبت به ویبراتور نیمه موج دریافت می کنیم. هنگامی که بهره نسبت به امیتر همسانگرد بر حسب دسی بل مشخص می شود، برای تعیین بهره نسبت به ویبراتور نیم موج باید 2.15 دسی بل کم شود. به عنوان مثال، بهره ولتاژ یک آنتن نسبت به رادیاتور همسانگرد 2.5 (8 دسی بل) است. سپس بهره همان آنتن نسبت به ویبره نیمه موج 2.5 / 1.28، یعنی 1.95 ^ و در دسی بل 8-2.15 = 5.85 دسی بل خواهد بود.

به طور طبیعی، بهره واقعی در سطح سیگنال در ورودی تلویزیون، که توسط یک آنتن خاص ارائه می شود، بستگی به این ندارد که کدام آنتن مرجع - ویبراتور نیمه موج یا فرستنده همسانگرد - نشان داده شود. در این کتاب مقادیر بهره در رابطه با ویبراتور نیم موج آورده شده است.

در ادبیات، خواص جهت آنتن ها اغلب با حجم بهره جهتی جهت گیری تخمین زده می شود، که افزایش قدرت سیگنال در بار است، مشروط بر اینکه آنتن تلفات نداشته باشد. ضریب کنش جهت دار با نسبت افزایش توان Kr مرتبط است

اگر ولتاژ ورودی گیرنده را اندازه بگیرید، می توانید از همان فرمول برای تعیین شدت میدان در محل گیرنده استفاده کنید.

• سطح لوب جانبی (SLL) الگوی جهت آنتن (BP) سطح تابش نسبی (نرمال شده تا حداکثر BP) آنتن در جهت لوب های جانبی است. به عنوان یک قاعده، UBL در دسی بل بیان می شود، کمتر اوقات UBL "با قدرت" یا "با میدان" تعیین می شود.

  الگوی آنتن یک آنتن واقعی (اندازه محدود) یک تابع نوسانی است که در آن یک حداکثر جهانی متمایز می شود که مرکز لوب اصلی الگوی آنتن و همچنین سایر ماکزیمم های BP محلی و به اصطلاح لوب های جانبی است. الگوی مربوط به آنها اصطلاح جانبی باید به عنوان جانبی درک شود و نه به معنای واقعی کلمه (گلبرگ به سمت "کنار"). گلبرگ های DN به ترتیب از گلبرگ اصلی شماره گذاری می شوند که عدد صفر به آن اختصاص داده شده است. لوب پراش (تداخلی) الگوی آنتن که در یک آرایه آنتن کمیاب ایجاد می شود، یک جانبی در نظر گرفته نمی شود. حداقل های AP که لوب های AP را از هم جدا می کنند، صفر نامیده می شوند (سطح تابش در جهت صفرهای AP می تواند دلخواه کوچک باشد، اما در واقعیت، تابش همیشه وجود دارد). ناحیه تابش جانبی به زیر ناحیه ها تقسیم می شود: ناحیه لوب های کناری نزدیک (مجاورت با لوب اصلی الگوی آنتن)، ناحیه میانی و ناحیه لوب های جانبی عقب ( کل نیمکره عقب).

  UBL به عنوان سطح نسبی بزرگترین لوب جانبی DN درک می شود. به عنوان یک قاعده، بزرگترین لوب جانبی اولین (در مجاورت اصلی) لوب جانبی است. گلبرگ در ناحیه لوب های جانبی خلفی).

  برای آنتن های تابش طولی، برای تخمین سطح تابش در جهت "عقب" (در جهت مخالف جهت لوب اصلی الگوی آنتن)، پارامتر سطح نسبی تابش پشت (از جلو / عقب انگلیسی) ، F / B نسبت رو به جلو / عقب است) استفاده می شود و هنگام ارزیابی UBL این تابش در نظر گرفته نمی شود. همچنین، برای تخمین سطح تابش در جهت "جانبی" (در جهت عمود بر لوب اصلی الگوی آنتن)، پارامتر تابش جانبی نسبی (از جلو / سمت انگلیسی، F / S به جلو / طرفین است. نسبت) استفاده می شود.

  UBL، مانند عرض لوب اصلی الگوی آنتن، پارامترهایی هستند که وضوح و ایمنی نویز سیستم های مهندسی رادیو را تعیین می کنند. بنابراین در مشخصات فنی توسعه آنتن ها اهمیت زیادی به این پارامترها داده شده است. عرض پرتو و UBL هم در هنگام راه اندازی آنتن و هم در حین کار نظارت می شود.

مفاهیم مرتبط

کریستال فوتونیک یک ساختار حالت جامد با ثابت دی الکتریک یا ناهمگنی متناوب در حال تغییر است که دوره آن با طول موج نور قابل مقایسه است.

گریتینگ فیبر براگ (FBG) یک بازتابنده براگ توزیع شده (نوعی توری پراش) است که در هسته حامل نور یک فیبر نوری تشکیل شده است. FBG ها دارای طیف بازتاب باریکی هستند، در لیزرهای فیبر، سنسورهای فیبر نوری، برای تثبیت و تغییر طول موج لیزرها و دیودهای لیزر و غیره استفاده می شوند.