Терминология далекого поля

Направленность

Направленность является способностью антенны или массива, чтобы излучить степень в конкретном направлении. Это может быть задано как отношение максимальной интенсивности излучения в желаемом направлении к средней интенсивности излучения во всех других направлениях. Уравнение для направленности:

D=4πU(θ,ϕ)Prad

где:

  • D является направленностью антенны

  • U является интенсивностью излучения антенны

  • Prad является средней излученной степенью антенны во всех других направлениях

Направленность антенны является безразмерной и вычисляется в децибелах по сравнению с изотропным излучателем (dBi).

Значение направленности спиральной антенны.

Вычислите направленность спиральной антенны.

h = helix;
D = pattern(h, 2e9, 0, 1:1:360);

Показ первых пяти значений направленности.

Dnew = D(1:5)
Dnew = 5×1

   -6.4066
   -6.1929
   -5.9655
   -5.7262
   -5.4770

Усиление

Усиление антенны или массива зависит от направленности и КПД антенны или массива. Это может быть задано как отношение максимальной интенсивности излучения в желаемом направлении к общей входной мощности антенны. Уравнение для усиления антенны:

G=4πU(θ,ϕ)Pin

где:

  • G является усилением антенны.

  • U является интенсивностью излучения антенны.

  • Pin является общей входной мощностью к антенне.

Если КПД антенны в желаемом направлении является 100%, затем общая входная мощность к антенне равна общей степени, излученной антенной, то есть, Pin=Prad. В этом случае направленность антенны равна усилению антенны.

Усиление спиральной антенны

Вычислите усиление спиральной антенны.

h = helix;
pattern(h, 2e9, 'Type',"gain")

Figure contains an axes object and other objects of type uicontrol. The axes object contains 4 objects of type patch, surface.

Реализованное усиление

Реализованное усиление или абсолютное усиление антенны или массива учитывают отражение (несоответствие) потери. Потери несоответствия порта возникают из-за различия во входном импедансе антенны и соответствии с импедансом. На рисунке выше,

  • Контакт является входной мощностью к антенне.

  • Prad является излученной степенью антенны.

  • Pref является отраженной мощностью от антенны из-за несоответствия порта.

Этот рисунок показывает отношение между усилением, реализованным усилением и направленностью можно следующим образом:

Реализованное Усиление = (КПД порта) * (КПД излучения) * (Усиление) = (КПД порта) * (Направленность)

КПД порта = Pref / Контакт

Реализованное усиление спиральной антенны

Вычислите реализованное усиление спиральной антенны.

h = helix;
pattern(h,2e9,'Type',"realizedgain");

Figure contains an axes object and other objects of type uicontrol. The axes object contains 4 objects of type patch, surface.

Ссылки

[1] Макаров, Сергей Н. Антенна и моделирование EM в MATLAB. Chapter3, секунда 3.4 3.8. Межнаука Вайли.

[2] Balanis, Теория К.А. Антенны, Анализ и проектирование, Глава 2, секунда 2.3-2.6, Вайли.