📜  天线理论-辐射方向图

📅  最后修改于: 2020-11-26 08:49:03             🧑  作者: Mango


辐射是用于表示天线上波前的发射或接收并指定其强度的术语。在任何插图中,代表天线辐射的草图就是其辐射图。通过查看天线的辐射方向图,可以简单地了解其函数和方向性。

从天线辐射的功率会在近场和远场区域产生影响。

  • 在图形上,可以将辐射绘制为角度位置天线的径向距离的函数。

  • 这是天线辐射特性的数学函数,表示为球坐标E(θ,Ø)和H(θ,Ø)的函数。

辐射图

天线辐射的能量由天线的辐射方向图表示。辐射图的辐射能量的分布到空间的图解表示,作为方向的函数。

让我们看看能量辐射的模式。

辐射图

上图显示了偶极天线的辐射方向图。辐射的能量由沿特定方向绘制的图案表示。箭头表示辐射方向。

辐射图可以是场图或功率图。

  • 绘制出的场型图是电场和磁场的函数。它们以对数标度绘制。

  • 绘制的功率模式是电场和磁场强度的平方的函数。它们以对数或通常以dB刻度绘制。

3D辐射图

辐射方向图是三维图形,用球坐标(r,θ,Φ)表示,假定其原点位于球坐标系的中心。如下图所示-

辐射图3D

给定的图是全方位方向图的三维辐射。这清楚地表明了三个坐标(x,y,z)。

二维辐射图

通过将三维图案分为水平和垂直平面,可以从三维图案中获得二维图案。这些合成图案分别称为水平图案垂直图案

辐射方向图2D

这些图显示了如上所述的在H和V平面上的全向辐射图。 H平面表示水平模式,而V平面表示垂直模式。

裂片形成

在辐射方向图的表示中,我们经常遇到不同的形状,这些形状表示主要和次要的辐射区域,通过这些区域可以知道天线的辐射效率

为了更好地理解,请考虑下图,该图表示偶极天线的辐射方向图。

裂片形成

在此,辐射图具有主瓣,旁瓣和后瓣。

  • 辐射场的主要部分覆盖较大的区域,即主瓣主瓣。这是存在最大辐射能量的部分。该波瓣的方向指示天线的方向性。

  • 辐射向侧面分布的方向图的其他部分称为旁瓣次瓣。这些是浪费功率的区域。

  • 还有另一个瓣,与主瓣的方向完全相反。它被称为后叶,这也是一个小叶。即使在这里,也浪费了大量的能量。

如果雷达系统中使用的天线产生旁瓣,目标追踪将变得非常困难。这是因为错误的目标由这些旁瓣指示。找出真实的并识别伪造的是混乱的。因此,必须消除这些旁瓣,以改善性能并节省能量。

补救

需要利用以这种形式浪费的辐射能。如果消除了这些较小的瓣,并且这种能量被转移到一个方向(即朝向主要瓣),那么天线的方向性就会增加,从而导致天线的性能更好。

辐射图的类型

辐射图的常见类型是-

  • 全向图案(也称为非定向图案):该图案在三维视图中通常具有甜甜圈形状。但是,在二维视图中,它形成了八字形图案。

  • 笔形光束图案-光束具有清晰的定向铅笔形图案。

  • 扇形光束图案-梁具有扇形图案。

  • 异型光束图案-不均匀且无图案的光束称为异型光束。

所有这些类型的辐射的参考点是各向同性辐射。即使不切实际,考虑各向同性的辐射也很重要。