Teoria dell'antenna - Schema di radiazione
La radiazione è il termine usato per rappresentare l'emissione o la ricezione del fronte d'onda all'antenna, specificandone l'intensità. In ogni illustrazione, lo schizzo disegnato per rappresentare la radiazione di un'antenna è il suoradiation pattern. Si può semplicemente comprendere la funzione e la direttività di un'antenna osservando il suo diagramma di radiazione.
La potenza irradiata dall'antenna ha il suo effetto nelle regioni di campo vicino e lontano.
Graficamente, la radiazione può essere tracciata in funzione di angular position e radial distance dall'antenna.
Questa è una funzione matematica delle proprietà di radiazione dell'antenna rappresentata in funzione delle coordinate sferiche, E (θ, Ø) e H (θ, Ø).
Modello di radiazione
L'energia irradiata da un'antenna è rappresentata dal Radiation patterndell'antenna. I modelli di radiazione sono rappresentazioni schematiche della distribuzione dell'energia irradiata nello spazio, in funzione della direzione.
Esaminiamo lo schema della radiazione energetica.
La figura sopra mostra il diagramma di radiazione di un'antenna a dipolo. L'energia irradiata è rappresentata dai modelli disegnati in una particolare direzione. Le frecce rappresentano le direzioni di radiazione.
I modelli di radiazione possono essere modelli di campo o modelli di potenza.
Il field patternsvengono tracciati in funzione dei campi elettrici e magnetici. Sono tracciati su scala logaritmica.
Il power patternssono tracciati in funzione del quadrato dell'intensità dei campi elettrici e magnetici. Sono tracciati su scala logaritmica o comunemente su scala dB.
Modello di radiazione in 3D
Il diagramma di radiazione è una figura tridimensionale e rappresentato in coordinate sferiche (r, θ, Φ) assumendo la sua origine al centro del sistema di coordinate sferiche. Sembra la figura seguente:
La figura data è un diagramma di radiazione tridimensionale per un Omni directional pattern. Questo indica chiaramente le tre coordinate (x, y, z).
Modello di radiazione in 2D
Il modello bidimensionale può essere ottenuto dal modello tridimensionale dividendolo in piani orizzontali e verticali. Questi modelli risultanti sono noti comeHorizontal pattern e Vertical pattern rispettivamente.
Le figure mostrano il diagramma di radiazione omnidirezionale nei piani H e V come spiegato sopra. Il piano H rappresenta il modello orizzontale, mentre il piano V rappresenta il modello verticale.
Formazione del lobo
Nella rappresentazione del diagramma di radiazione, spesso ci imbattiamo in forme diverse, che indicano le aree di radiazione maggiore e minore, con cui il radiation efficiency dell'antenna è noto.
Per una migliore comprensione, si consideri la figura seguente, che rappresenta il diagramma di radiazione di un'antenna a dipolo.
Qui, il diagramma di radiazione ha lobo principale, lobi laterali e lobo posteriore.
La maggior parte del campo irradiato, che copre un'area più ampia, è il main lobe o major lobe. Questa è la parte in cui esiste la massima energia irradiata. La direzione di questo lobo indica la direttività dell'antenna.
Le altre parti del modello in cui la radiazione viene distribuita ai reparti laterali sono note come side lobes o minor lobes. Queste sono le aree in cui l'energia viene sprecata.
C'è un altro lobo, che è esattamente opposto alla direzione del lobo principale. È noto comeback lobe, che è anche un lobo minore. Anche qui si spreca una notevole quantità di energia.
Esempio
Se le antenne utilizzate nei sistemi radar producono lobi laterali, il tracciamento del bersaglio diventa molto difficile. Questo perché i falsi bersagli sono indicati da questi lobi laterali. È complicato rintracciare quelli veri e identificare quelli falsi. Quindi,elimination di questi side lobes è necessario, al fine di migliorare le prestazioni e risparmiare energia.
Rimedio
L'energia irradiata, che viene sprecata in tali forme, deve essere utilizzata. Se questi lobi minori vengono eliminati e questa energia viene deviata in una direzione (cioè verso il lobo maggiore), allora ildirectivity dell'antenna viene aumentata, il che porta a prestazioni migliori dell'antenna.
Tipi di modelli di radiazione
I tipi comuni di schemi di radiazione sono:
Motivo omnidirezionale (chiamato anche motivo non direzionale): il motivo di solito ha una forma a ciambella nella vista tridimensionale. Tuttavia, nella vista bidimensionale, forma un modello a figura di otto.
Motivo a matita: il raggio ha un motivo a forma di matita direzionale nitido.
Motivo a ventaglio - Il raggio ha un motivo a ventaglio.
Schema del raggio sagomato - Il raggio, che non è uniforme e privo di schemi, è noto come raggio sagomato.
Un punto di riferimento per tutti questi tipi di radiazioni è la radiazione isotropa. È importante considerare la radiazione isotropa anche se non è pratica.