2014-02-04
2174
· КНД – увеличение входной мощности, подаваемой на антенну при замене направленной антенны на ненаправленную, для обеспечения того же уровня сигнала в точке наблюдения:
· КНД во временной области есть функция времени, поэтому можно говорить либо о его максимальном значении в какой-то момент времени:
, где
,
, тогда
.
Либо определять КНД через энергию импульса, что более правильно, и наиболее широко применяется:
.
Ни то, ни другое определение не избавлено от недостатков. Возьмем за основу последнее определение КНД [Шанц].
Коэффициент направленного действия (D) - это соотношение, количества излучаемой энергии в заданном направлении, к среднему значению этой же энергии:
Коэффициент направленного действия изотропной антенны равен D =1. Для точечного диполя, направленность равна D = 1,5. В таблице 2.1 предоставлены КНД для нескольких типов антенн.
Также существует соотношения между КНД и размерностью антенны. Малый коэффициент усиления или всенаправленность антенны, как правило, составляет около четверти длины волны или меньше. КНД или высокий коэффициент усиления антенны будет увеличиваться – обычно на несколько длин волн и более. Основные соотношения между размером антенны, направленностью и пропускной способности являются предметом обсуждения следующей главы.
|
|
|
Диаграмма направленности, КНД, апертура и ширина ДН для некоторых типов антенн
| Антенна | Диаграмма Направленности [ P(θ,ϕ) ] | КНД (D) | Апертура [A (λ2) ] | Ширина диаграммы направленнос-ти |
| Изотропный диполь | 1,00 (0,00 дБ) | 0,0796 | изотропная | |
| Точечный диполь | 1,50 (1,76 дБ) | 0,119 | θ: 45°-135° ϕ: все | |
| λ/2 диполь | 1,64(2,15 дБ) | 0,131 | θ: 51°-129° ϕ: все | |
| Диполь с плоским рефлектором | 3,00(4,77 дБ) | 0,239 | θ: 45°-135° ϕ: -90° - 90° | |
| Секториаль-ная или острона-правленная антенна | 0 другое | θ: θ1 - θ2 ϕ: ϕ1 - ϕ2 |
Коэффициент направленного действия и коэффициент усиление связаны между собой "коэффициентом полезного действия" (). Коэффициент полезного действия является отношением излучаемой мощности (Pвых .) к входной мощности (Pвход .)
Для идеальной или антенны с большой эффективностью (), КУ идентичен КНД (G = D). Усиления и направленность тесно связаны. Чем больше КНД антенны, тем больше энергии она концентрирует в заданном направлении, и тем выше КУ. Также, усиление, как правило, интерпретируется как пик, или максимум, коэффициента усиления антенны. Иногда его также называют "прицельным усилением". КУ обычно выражает отношение усиления заданной антенны к усилению изотропной антенны в децибелах
Таким образом, идеальная изотропная антенна имеет единичный коэффициент усиления. Идеальный маленький диполь имеет максимальный коэффициент усиления и. А маленький диполь с КПД 50% (-3.00дБ), будет иметь максимальный коэффициент усиления около 1.76 дБ - 3.00дБ = -1.24дБ.
|
|
|
Для изотропной антенны с КУ, передаваемая мощность (PTX) равномерно распределена по площади сферической оболочки в определенном радиусе (r) от антенны. Таким образом, плотность потока мощности (S):
.
Для неизотропной антенны с коэффициентом усиления плотность потока мощности равна:
И наконец, эффективная изотропно излучаемая мощность (ЭИИМ) определяется как:
.
где GTX - максимум излучения передающей антенны.
