Програма 1.1.
figure ('Color','w'); Ln=0.625; v=[0:pi/115:2*pi];
subplot(2,3,1);
b1=2*pi*Ln; b2=cos(b1);b3=cos(b1.*cos(v))-b2;b4=sin(v);
F=abs(b3./b4);polar(v,F);hold on;title('вісь СВ,Ln=0.625');
Головна та бокові пелюстки ДС. В ДС антен може бути один або декілька напрямків максимального випромінювання (пелюсток). У випадку наявності декількох пелюсток, наприклад для СВ при Ln=0.625, розрізняють головну пелюстку (ГП, для якої максимальне випромінювання найбільше) та бокові (БП, для яких максимальне значення менше, порівняно з ГП).
Видно,що максимальні значення для ДС кожної антени різні. Для ДГ та СВ характерне двостороннє поперечне випромінювання (вздовж нормалі до їх осі), а для ЕГ – одностороннє поздовжне випромінювання (вздовж одного напрямку осі ЕГ). Для БП СВ характерне нахилене випромінювання.
Спрямованість антен. Для різних антен також характерна різна ширина ДС. Очевидно, що антени з меншою шириною ДС забезпечують більшу спрямованість, що в багатьох випадках є корисним. Так, наприклад антени з вузькою ДС дозволяють збільшувати напруженість поля в заданій стаціонарній точці приймання без збільшення потужності передавача, що економічно більш вигідно. Крім того, концентрація електромагнітних хвиль в необхідному напрямі приводить до зменшення взаємних перешкод різних радіотехнічних систем. Наявність приймальних антен з більш вузькою ДС веде до ослаблення прийому різних зовнішніх перешкод, тобто до підвищення якості приймання і поліпшення завадостійкості приймального пристрою. Значну спрямованість випромінювання повинні забезпечувати антени для космічного радіозв'язку, радіоастрономії, радіолокації, радіорелейних ліній. В той же час, для радіомовлення і телебачення передавальні антени повинні забезпечувати одинакове випромінювання в усіх напрямках вздовж земної поверхні (рис.1.7,а). Всі антени з точки зору оцінки випромінювання можна розбити на два основних класи:
· випромінюючі енергію в значну частину простору (слабоспрямовані або неспрямовані антени);
· концентруючі енергію в малому об’ємі (спрямовані антени).
Кількісно спрямованість антени характеризується , в основному, двома параметрами: коефіцієнтом спрямованої дії (КСД) та шириною ГП (ШГП).
Ширина головної пелюстки.ШГП визначається кутом (2v) в межах ГП, в яких кутова густина потужності становить заданий рівень Sр по відношенню до максимального. Найбільш часто використовується значення Sр=0.5, яке відповідає половині потужності (при цьому ШГП позначається 2v0.5). Крім того, може визначатись ШГП (2v0.1 та 2v0) також при інших значеннях Sp (Sp=0.1 та Sp=0), які відповідають рівню 0.1 від максимального значення кутової густини потужності та нульовому рівню ГП, відповідно. Значення Sp застосовується при визначенні ШГП на основі амплітудних ДС, побудованих за кутовою густиною потужності поля.
У випадку використання для визначення ШГП амплітудних ДС, побудованих за напруженістю поля, необхідно використати значення SЕ=√Sp, тому що ДС за потужністю рівна квадрату напруженості ДС за напруженістю поля (табл..1.1). Отже, для визначення ШГП (2v0.5, 2v0.1 та 2v0) необхідно використовувати значення (SЕ=0.7, SЕ=0.32 та SЕ=0), відповідно.
Коефіцієнт спрямованої дії.Використовуючи ДС також можна орієнтовно визначити КСД антени
Do=(35 000…45 000)/[(2vo0.5)E(2vo0.5)H] (1.7)
де (2vo0.5)E , (2vo0.5)H - ШГП в головних площинах
Головними є взаємоперпендикулярні площини, які проходять через напрям максимального випромінювання антени. Нижче приведено, наприклад, головні площини для ЕГ
а) б) в)
Рис.1.10. ДС F(v) для ЕГ в сферичній системі: просторова (а); проекція на площину XOZ (б); з головними площинами (в)
Видно (рис.1.10,б), що максимальне значення ДС спрямоване вздовж осі ЕГ. Тому головні площини повинні проходити через вісь ЕГ та бути взаємноперпендикулярними.
1.4. Графічне представлення діаграм спрямованості
Часто для дослідження антен використовується графічне представлення їх ДС, причому найбільш поширеними є наступні види
Рис.1.11. Види графічного відображення ДС
Кожен з видів графічного представлення ДС має свої переваги та недоліки. Розглянемо далі (в основному на прикладі ДГ, ЕГ та СВ) різні варіанти графічного представлення ДС з метою їх більш детального дослідження .Таке представлення може бути рекомендоване при подальших дослідженнях антен різних типів.