Elementy techniki antenowej

Podstawy Teledetekcji

Elementy techniki antenowej

Mateusz Pasternak

www.mpasternak.republika.pl

I n s t y t u t

r a d i o e l e k t r o n i k i

Pole magnetyczne wokół dipola Hertza

Rozkład energii pola e.m. wokół dipola Hertza

Przekrój – czerwone linie natężenie pola magnetycznego

– niebieskie - elektrycznego

Linie sił pola elektrycznego w pobliżu dipola Hertza

Natężenia pól elektrycznego

(niebieski) i magnetycznego

(czerwony) w strefie dalekiej

Rozkład energii pola e.m. wokół dipola półfalowego

Charakterystyka trójwymiarowa dla dipola półfalowego

Rozkład energii pola e.m. wokół dipola półtorafalowego

3/2 3/4 5/4

dipol Hertza /2 /4

Liniowa charakterystyka promieniowania dipola

w funkcji rozkładu prądu w antenie

Logarytmiczna charakterystyka promieniowania dipola

w funkcji rozkładu prądu w antenie

Szyki anten

Kolekcja dipoli

dipol prosty, dla /2 ok. 73  Hertz 1880 r.

dipol pętlowy dla /2 ok. 300 

dipol prosty zasilany bocznikowo

dipol załamany

dipol szerokopasmowy

dipol optymalizowany

Anteny złożone

Dr Shintaro Uda i dr Hidetsugu Yagi (na fotografii)

opatentowali swoją antenę w japońskim biurze patentowym w 1940 r.

Antena logoperiodyczna

duża stałość charakterystyk promieniowania w bardzo szerokim zakresie częstotliwości, mały poziom wiązek bocznych i mała wrażliwość anten na zmienne warunki atmosferyczne

Kolekcja anten złożonych

Antena wieloramienna

a) śrubowa; b) dipole ukośne; c) skrzyżowane dipole V

Podstawowe parametry anten

rezystancja wejściowa

R

 R

 r

rezystancja promieniowania

rezystancja strat

2 pr PR

R P

 I

moc promieniowana przez antenę

prąd maksymalny w punkcie zasilania

charakterystyki promieniowania

dipol w wolnej przestrzeni

dipol zawieszony poziomo nad ziemią na wysokości:

/2

/4









charakterystyki w płaszczyźnie poziomej H

dopasowanie anteny

0 0

odb odb we

pad pad we

u i R Z

u i R Z

     

    e

   1;1

max min

1 1

pad odb

pad odb

u u

WFS u

u u u

  

  

   ^{WFS }  ^{1; }

1 WFS WFS

  

 współczynnik odbicia

w y j ś c i e n a d a j n i k a w e j ś c i e o d b i o r n i k a

p r z e ł ą c z n i k

N - O

Z

R

współczynnik fali stojącej

sprawność anteny

pr pr

1

tot pr str

P P

P P P

   



moc promieniowana przez antenę

całkowita moc wydzielana przez antenę

zysk kierunkowy

10log

[dBi]

pr iz

D P

P



moc promieniowana przez antenę w określonym kierunku

moc promieniowana przez antenę izotropową (bezkierunkową)

zysk energetyczny

jw. ale z uwzględnieniem strat antena izotropowa ma zysk równy 0 dBi

dla złożonych zespołów antenowych nawet kilkadziesiąt dBi dla typowych anten wynosi on od kilku do kilkunastu dBi

poziom listków bocznych i listka wstecznego

stosunek poziomu listka głównego do wstecznego lub bocznego ^{0 d B}

- 1 0 d B - 2 0 d B - 3 0 d B

4 5

9 0

1 3 5

1 8 0 2 2 5

2 7 0

3 1 5

0 - 1 0

- 2 0 - 3 0

- 1 8 0 - 1 3 5 - 9 0 - 4 5 0 4 5 9 0 1 3 5 1 8 0 -

-

- -

d B

s t o p n ie k ą t o w e

szerokość pasma roboczego

różnica między częstotliwością górną i dolną dla których wartość natężenia pola elektromagnetycznego generowanego przez antenę zmaleje o połowę

polaryzacja anteny

właściwość zdeterminowana przez płaszczyznę wektora natężenia pola elektrycznego

szczególnym przypadkiem polaryzacji eliptycznej jest polaryzacja kołowa

anteny nadawcza i odbiorcza powinny mieć tą samą polaryzację

wysokość (długość) skuteczna

I

I

L

L

generowane pola elektryczne są równe

Wysokość (długość) skuteczna anteny jest to wysokość (długość) hipotetycznej porównawczej anteny liniowej z jednorodnym rozkładem prądu o amplitudzie równej amplitudzie na zaciskach danej anteny i generującej takie same natężenia pola elektrycznego.

dot. tylko anten liniowych