Сопротивление излучения антенны кратко

Привет, Вы узнаете о том , что такое сопротивление излучения антенны, Разберем основные их виды и особенности использования. Еще будет много подробных примеров и описаний. Для того чтобы лучше понимать что такое сопротивление излучения антенны , настоятельно рекомендую прочитать все из категории Устройства СВЧ и антенны.

Сопротивление излучения — это показатель, имеющий размерность сопротивления и связывающий излучаемую мощность P_изл с током I_A протекающим через какое-либо сечение антенны. При помощи сопротивления излучения определяют потребление мощности антенной.

Сопротивление излучения обычно определяют через ток в пучности

(1)

Здесь P_Σ — во времени мощность излучения; I_П — амплитуда тока в пучности; r,Θ,φ — координаты сферической системы (рис.1). Подставляя в (1) вместо E_Θm = E_m из выражения

можем записать:

(2)

Интегрирование (2) приводит к следующей формуле для сопротивления излучения вибратора:

(3)

Рис.2 — Сопротивление излучения

где С = 0,577 постоянная Эйлера; — интегральный синус; — интегральный косинус. Из формулы (3) следует, что сопротивление излучения симметричного вибратора зависит только от отношения . Однако на практике сопротивление излучения зависит также от расположения антенны по отношению к Земле и окружающим предметам.

Результаты вычислений R_Σ по формуле (3), в зависимости от приведены на графике (рис.2).

Каждый элемент передающей антенны участвует в излучении, излучая парциальную мощность Δp (рис. Об этом говорит сайт https://intellect.icu . 2.55). Сумма всех мощностей всех парциальных элементов и составляет результирующий поток энергии. Парциальная мощность излучения элемента Δl зависит от места расположения элемента на антенне, так как значения токов, проходящих через различные элементы, различны и, кроме того, зависят от значения тока IA, подводимого к входным клеммам (зажимам) антенны.

Рис. 2.54. Номограмма для определения усиления антенны и ее эффективной площади раскрыва по заданным значениям ширины диаграммы направленности.

Взяв отношение мощности Ризл к квадрату тока, получим, что в точках А — А

В резонансных антеннах сопротивление излучения, называемое характеристическим сопротивлением, относят к точкам, соответствующим максимальному значению тока.

Для бесконечно тонкой антенны, распределение тока на которой синусоидально, оба сопротивления связаны между собой зависимостью

где ZвхА — входное сопротивление антенны относительно точек A—A, Zизл — сопротивление излучения антенны ; kx — фазовое распределение от точки питания до точки, соответствующей максимальному значению тока.

Рис. 2.55. Входное сопротивление антенны.

Ток, проходящий через входные клеммы антенны, где Imax — максимальное значение тока.

Ток, проходящий по антенне, выполненной из материала с конечной проводимостью σ, выделяет тепловую мощность

где IA — ток в антенне: Rп — сопротивление потерь в антенне. Сопротивление .потерь Rп зависит не только от проводимости σ материала, но и от характера распределения тока по антенне.

Сумма обоих сопротивлений (сопротивления потерь н сопротивления излучения) и составляет входное сопротивление антенны.

Понятие входного сопротивления можно отнести и к приемной антенне. Для приемной антенны справедливо соотношение

где η — коэффициент полезного действия Из этой формулы следует, что антенна, имеющая большее значение сопротивления излучения Rизл, имеет и большее значение коэффициента полезного действия.

Отметим, что для источника питания антенна представляет собой сопротивление

Для антенны, настроенной в резонанс, сопротивление ZA имеет только действительную составляющую (ХА = 0). При незначительной отстройке антенны от резонанса (например, изменением частоты или длины антенны) наблюдается существенное возрастание XA при практически постоянном значении RA.

Приведем типичные значения входного сопротивления антенн, имеющих длину l и выполненных из провода диаметра d:

• диполь полуволновый.....RA=60÷75 Ом
• диполь волновой.......RA=600÷3000 Ом
• петлевой диполь.......RA=230÷300 Ом

Приведенные данные справедливы при условии, что 70≤l/d≤10 000.

рис. Сопротивление излучения и входное сопротивление симметричного вибратора

Сопротивление излучения и действующая высота антенны

Активное сопротивление в точках питания называется сопротивлением излучения R_Σ, поскольку в передающей антенне оно как раз соответствует полезным потерям подводимой мощности на излучение. В случае приемной антенны оно является внутренним сопротивлением того эквивалентного генератора, который развивает сосчитанную нами ЭДС ε = Е • h_д. Теперь становится понятнее, с чем надо согласовывать входное сопротивление детектора.

Действующая высота антенны получается из следующих соображений (рис. 2.14): если бы ток по высоте антенны не изменялся, то для получения той же эффективности излучения (и приема) антенна должна была бы иметь высоту h_д. Математически действующую высоту получают интегрированием функции распределения тока. Для четвертьволновой вертикальной антенны h_д = λ / 2π = 0,641L_A. Для коротких вертикальных антенн распределение тока приближается к треугольному, а действующая высота - к половине геометрической h = 0,5 L_A.

Попытки увеличить собственную длину волны антенны, не увеличивая ее высоты, и привели к появлению антенн с верхней емкостной нагрузкой. Г-образная антенна получается из вертикальной, если ее верхнюю часть согнуть под прямым углом и направить горизонтально. Распределение тока на проводе при этом останется прежним, но принимать волны с вертикальной поляризацией будет только вертикальная часть. Действующая высота при этом тем ближе приближается к геометрической высоте подвеса антенны, чем более развита горизонтальная часть. Распределение тока в вертикальной антенне с горизонтальной частью или любой другой верхней емкостной нагрузкой показано на рис. 2.15. Для таких антенн λ₀ = к • L_А, где под L_А следует понимать суммарную длину вертикальной части и всех проводников горизонтальной части, а коэффициент к ориентировочно определяется по таблице 2.1.

В большинстве случаев длина волны, на которой работает антенна, значительно больше ее собственной, а сопротивление носит комплексный характер с активной и реактивной составляющими, которые определяются по формулам: Z_A = R_Σ - jX, R_Σ = 1600 (h_д/λ)², X = W ctg (πλ₀/2λ), где W - волновое сопротивление провода антенны, равное примерно 400-600 Ом (возрастает для тонких проводов). Ориентировочные зависимости этих сопротивлений для тонкой вертикальной антенны с верхней емкостной нагрузкой от соотношения λ₀/λ показаны на рис. 2.16.

Таблица 2.1 Коэффициенты для определения собственной длины волны антенны

Антенна	к
Вертикальная	4
Г-образная с короткой горизонтальной частью	4,5-5
Г-образная с длинной горизонтальной частью	5-6
Т-образная с длинной горизонтальной частью	6-8
Зонтичная с 4-6 лучами	6-10

рис Эквивалентная схема антенной цепи

Для антенн, работающих на волнах длиннее собственной, реактивное сопротивление носит емкостный характер, сильно возрастая с укорочением антенны (поскольку уменьшается емкость). Для его компенсации в цепь антенны включают индуктивность (удлиняющую катушку), и эквивалентная схема антенной цепи приобретает вид, показанный на рис. 2.17. Заметим, что она ничем не отличается от схемы колебательного контура, настроенного в резонанс с частотой источника ЭДС! Добротность получившегося контура может быть очень высокой, поскольку реактивное сопротивление намного больше активного.

Вау!! 😲 Ты еще не читал? Это зря!

• антенны , антенна , структурная схема антенны , классификация антенн ,

Исследование, описанное в статье про сопротивление излучения антенны, подчеркивает ее значимость в современном мире. Надеюсь, что теперь ты понял что такое сопротивление излучения антенны и для чего все это нужно, а если не понял, или есть замечания, то не стесняйся, пиши или спрашивай в комментариях, с удовольствием отвечу. Для того чтобы глубже понять настоятельно рекомендую изучить всю информацию из категории Устройства СВЧ и антенны

Из статьи мы узнали кратко, но содержательно про сопротивление излучения антенны